DE3040992A1 - ALUMINUM OXIDE GRINDING GRAIN AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF - Google Patents

ALUMINUM OXIDE GRINDING GRAIN AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF

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DE3040992A1 DE19803040992 DE3040992A DE3040992A1 DE 3040992 A1 DE3040992 A1 DE 3040992A1 DE 19803040992 DE19803040992 DE 19803040992 DE 3040992 A DE3040992 A DE 3040992A DE 3040992 A1 DE3040992 A1 DE 3040992A1
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    • C09K3/1409Abrasive particles per se
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Description

THE CARBORUNDUM COMPANY
Niagara Falls, New York
(Vereinigte Staaten von Amerika)
THE CARBORUNDUM COMPANY
Niagara Falls, New York
(United States of America)

*■ Aluminiumoxid-Schleifkorn * ■ Aluminum oxide abrasive grain

und
Verfahren zu seiner Herstellung
and
Process for its manufacture

Schleifkorn auf der Basis von im wesentlichen reinem Aluminiumoxid mit 0,25 bis 6% Zusätzen oder Restverunreinigungen aus dem Ausgangsmaterial hat sich als eines der vielseitigsten und technisch wichtigsten Schleifmittel erwiesen. Schleifkorn dieser Art findet bei vielen verschiedenen Schleifarbeiten an gebräuchlichen Metallen Anwendung.Abrasive grain based on essentially pure aluminum oxide with 0.25 to 6% additives or residual impurities from the starting material has proven to be one of the most versatile and technically most important abrasives. Abrasive grain of this type is found in many different Grinding work on common metals application.

Obwohl der Anteil an Verunreinigungen sehr gering ist, können diese die Schleifleistung des Schleifkorns erheblich beeinflussen. Durch Veränderung des Gehalts an Verunreinigungen sowie der Abkühlungs- und Erstarrungsgeschwindigkeit der Materialschmelzen wurde im Laufe der Jahre Aluminiumoxid-Schleifkorn verschiedener Art entwikkelt. Die einzelnen Typen unterscheiden sich durch eine unterschiedliche Kombination von Eigenschaften, wie Härte, Zähigkeit, Reibungseigenschaften, Mikrogefüge, Brucheigenschaften, thermisches Verhalten usw., wodurch jeder Typ für bestimmte Schleifarbeiten unter Verwendung von Schleifmitteln auf Unterlagen oder gebundenen Schleifmitteln besonders geeignet war.Although the proportion of impurities is very low, they can significantly reduce the grinding performance of the abrasive grain influence. By changing the level of impurities and the rate of cooling and solidification of material melts, various types of aluminum oxide abrasive grain have been developed over the years. The individual types differ in a different combination of properties, such as hardness, Toughness, frictional properties, microstructure, fracture properties, thermal behavior, etc., making each Type for specific grinding work using abrasives on backing or bonded abrasives was particularly suitable.

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Bisher konnte kein wettbewerbsfähiges Material zur Verfügung gestellt werden, das bessere Schleifeigenschaften als im wesentlichen reines Aluminiumoxid hatte, insbesondere beim Schleifen mit geringem bis mäßigem Andruck.So far no competitive material could be available the better the sanding properties than essentially pure aluminum oxide, especially when grinding with light to moderate pressure.

Versuche, Aluminiumoxid mit anderen Oxiden in höherer Konzentration als bisher zu legieren wurden unternommen. Als besonders aussichtsreiches Material erwies sich dabei Zirkondioxid. Einen gewissen Erfolg brachten Versuche, bei denen Aluminiumoxid mit mindestens 10 Gew.-% Zirkondioxid verschmolzen und die Schmelze rasch zum Erstarren gebracht wurde.Try aluminum oxide with other oxides in higher concentrations than before to alloy were undertaken. Zirconium dioxide proved to be a particularly promising material. Attempts in which aluminum oxide with at least 10% by weight of zirconium dioxide brought a certain success melted and the melt was rapidly solidified.

In der US-PS 3 156 545 wird beschrieben, daß ein Schleifkorn mit einer Abtragsleistung, die mit derjenigen des Aluminiumoxids vergleichbar ist, durch rasches Abkühlen einer Schmelze hergestellt werden kann, die 15 bis 60 Vol.-% Glas, wie Siliciumdioxid, enthält, das eine glasige Grundmasse bildet, in der Zirkondioxid- und Aluminiumoxid-Teilchen eingebettet sind. Die Abtragsleistung des Schleifkorns ist bei Stahl jedoch nicht wesentlich besser als diejenige des Aluminiumoxids.In US Pat. No. 3,156,545, it is described that an abrasive grain with a removal rate which corresponds to that of the Alumina is comparable, can be produced by rapid cooling of a melt that contains 15 to 60% by volume Contains glass, such as silica, which forms a vitreous matrix in which zirconia and alumina particles are embedded. However, the removal rate of the abrasive grain is not significantly better than that of steel of alumina.

In anderen US- und GB-Patentschriften werden Aluminiumoxid/Zirkondioxid-Schleifmittel beschrieben, die auf speziellen Anwendungsgebieten bessere Leistungen als Aluminiumoxid zeigen.Other US and UK patents use alumina / zirconia abrasives described that perform better than aluminum oxide in special fields of application demonstrate.

Beispielsweise wird in der US-PS 3 181 939 ein hochfestes Schleifkorn beschrieben, das durch Schmelzen von a-Aluminiumoxid und 10 bis 60 Gew.-% Zirkondioxid und rasches Abkühlen der Schmelze erhalten v/erden kann. Das Schleifkorn eignet sich besonders zum Putzen von Stahl (d. h. Schleifarbeiten mit hohem Andruck), wobei eine hohe Festigkeit erforderlich ist. In der Patentschrift wird jedoch angegeben, daß das et-Aluminiumoxid von hoher Reinheit — in derFor example, US Pat. No. 3,181,939 describes a high-strength abrasive grain which is produced by melting α-aluminum oxide and 10 to 60% by weight of zirconia and rapid cooling of the melt can be obtained. The abrasive grain is particularly suitable for cleaning steel (i.e. grinding work with high pressure), with a high strength is required. However, the patent states that the et-alumina is of high purity - in the

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Regel mindestens 99,8 Gew..-% Al2O3 — sein muß und daß auch das Zirkondioxid eine Reinheit von mindestens 99% haben soll.Usually at least 99.8 wt.% Al 2 O 3 - must be and that the zirconium dioxide should also have a purity of at least 99%.

Nach Angaben in den US-PSen 3 891 408 und 3 893 826 werden die besten Schleif- und Poliereigenschaften erhalten, wenn das Verhältnis des Zirkondioxids zum Aluminiumoxid so gewählt wird, daß ein eutektisches Gefüge entsteht, wenn die Aluminiumoxid/Zirkondioxid-Schmelze rasch abgekühlt wird.According to U.S. Patents 3,891,408 and 3,893,826, the best grinding and polishing properties are obtained when the ratio of the zirconium dioxide to the aluminum oxide is chosen so that a eutectic structure arises when the aluminum oxide / zirconium dioxide melt is rapidly cooled.

< Aus der US-PS 3 891 408 ist die sehr rasche Kristallisation eutektischer oder nahezu eutektischer Schmelzen von Aluminiumoxid und Zirkondioxid bekannt. Es wird angenommen, daß die optimale eutektische Zusammensetzung und Leistung mit mäßigem Andruck bei 43 Gew.-% Zirkondioxid liegt; in jedem Falle beträgt jedoch der Anteil des Zirkondioxids in dem Schleifkorn 35 bis 50 Gew.-%. Das Zirkondioxid in dem Material liegt in Form von Stäbchen (oder Plättchen) vor, die im Durchschnitt einen Durchmesser von weniger als 0,3 μπι haben,, und mindestens 25 Gew.-% des Zirkondioxids liegt in der tetragonalen Kristallform vor. Die erstarrte Schmelze besteht aus Zellen oder Kolonien mit einer Breite von 40 μπι oder weniger. Gruppen < US Pat. No. 3,891,408 discloses the very rapid crystallization of eutectic or almost eutectic melts of aluminum oxide and zirconium dioxide. It is believed that the optimum eutectic composition and moderate pressure performance is 43% by weight zirconia; in any case, however, the proportion of zirconium dioxide in the abrasive grain is 35 to 50% by weight. The zirconium dioxide in the material is in the form of rods (or platelets) which on average have a diameter of less than 0.3 μm, and at least 25% by weight of the zirconium dioxide is in the tetragonal crystal form. The solidified melt consists of cells or colonies with a width of 40 μm or less. groups

v. von Zellen mit identischer Orientierung des Mikrogefügesv. of cells with identical orientation of the microstructure

bilden Körner, die typischerweise 2 bis 100 oder mehr Zellen oder Kolonien enthalten. Beim Zerkleinern des Materials tritt der Bruch an den Korn- und Zellgrenzen ein. Das so hergestellte Schleifkorn soll eine sehr hohe Festigkeit in Verbindung mit sehr erwünschten Mikrobrucheigenschaften haben.form granules that typically contain 2 to 100 or more cells or colonies. When shredding the material the break occurs at the grain and cell boundaries. The abrasive grain produced in this way should have a very high strength in connection with very desirable micro-fracture properties.

Das nach der US-PS 3 891 408 hergestellte Schleifkorn zeichnet sich bei nahezu eutektischer Zusammensetzung durch ungewöhnliche Brauchbarkeit bei Schleifarbeiten mit leichtem Andruck aus. Bei der Anwendung als SchleifmittelThe abrasive grain produced according to US Pat. No. 3,891,408 is characterized by an almost eutectic composition due to its unusual usefulness for sanding work with light pressure. When used as an abrasive

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auf Unterlage zu Schleifarbeiten mit geringem oder mäßigem Andruck ergaben sich Verbesserungen von über 100% gegenüber normierten Vergleichsschleifmitteln bekannter Art. Bei einer Verwendung in gebundenen Schleifmitteln wurden beim Schleifen mit geringem oder mäßigem Andruck ebenfalls wesentliche Verbesserungen erzielt.On the backing for grinding work with little or moderate pressure, there were improvements of over 100% compared to this standardized comparative abrasives of known type. When used in bonded abrasives, also achieved significant improvements when sanding with little or moderate pressure.

Die Eigenschaften des Schleifkorns nach der US-PS 3 891 408 stehen im Gegensatz zu denjenigen von Schleifkorn mit niedrigerem Zirkondioxid-Gehalt, z.B. 25% ZrO2, das sehr hart ist und zu Schleifarbeiten mit hohem An- r druck, wie zum Putzen von Stahl, verwendet wird.The properties of the abrasive grain according to U.S. Patent No. 3,891,408 are in contrast to those of abrasive grain with a lower zirconia content, for example 25% of ZrO 2, which is very hard and grinding with a high arrival r pressure, such as for cleaning of steel , is used.

Es stellte sich nun die Aufgabe, ein hochwirksames Aluminiumoxid/Zirkondioxid-Schleifkorn für Schleifarbeiten mit niedrigem oder mäßigem Andruck zur Verfügung zu stellen, dessen Schleifleistung gleich der oder besser als diejenige des Schleifkorns von eutektischer oder nahezu eutektischer Zusammensetzung nach der US-PS 3 891 408 ist, das jedoch weniger Zirkondioxid enthält. Ferner war ein Verfahren zum Herstellen dieses Schleifkorns anzugeben.The task now was to create a highly effective aluminum oxide / zirconium dioxide abrasive grain to be made available for grinding work with low or moderate pressure, its grinding performance equal to or better than that of the eutectic or almost eutectic abrasive grain Composition according to US Pat. No. 3,891,408, but which contains less zirconium dioxide. Furthermore was a To specify the method of manufacturing this abrasive grain.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die in den Ansprüchen 1 und 10 angegebenen Maßnahmen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 2 bis 9 sowie 11 und 12 angegeben, über die Verwendung des Schleifkorns gibt Anspruch 12 Aufschluß.According to the invention, this object is achieved by the claims 1 and 10 are resolved. Advantageous further developments of the invention are set out in the subclaims 2 to 9 as well as 11 and 12 indicated about the Claim 12 provides information on the use of the abrasive grain.

Wi^e aus dem Anspruch 1 ersichtlich, wird eine Verminderung des Zirkondioxid-Gehalts in dem Schleifkorn dadurch möglich, daß" dem Schleifkorn Titandioxid oder eine reduzierte Form desselben in einer Menge von 1 bis 10 Gew.-?;, ausgedrückt als Oxid, zugesetzt und der Anteil an Verunreinigen auf höchstens 3 Gew.-%, ausgedrückt als Oxide, begrenzt 'wird. Die Angabe von Schleifkorn-Bestandteilen als Oxide ist eine gebräuchliche Praxis in der Keramo-As can be seen from claim 1, there is a reduction the zirconium dioxide content in the abrasive grain thereby possible that "the abrasive grain titanium dioxide or a reduced form thereof in an amount of 1 to 10 wt .-?;, expressed as oxide, added and the proportion of impurities to a maximum of 3% by weight, expressed as oxides, limited '. The specification of abrasive grain components as oxides is a common practice in ceramic

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technik, bedeutet aber nicht, daß das Titan oder die Verunreinigungen auch als Oxide vorliegen. Dies kann tatsächlich nicht der Fall sein, wie aus nachstehender Beschreibung hervorgeht. Da aber bei den gebräuchlichen Analyseverfahren für Schleifmittel die Bestandteile als Oxide bestimmt und angegeben werden, wurde diese Praxis hier übernommen. Bei den gebräuchlichen Analysemethoden werden die Bestandteile mit Ausnahme des Aluminiumoxids bestimmt und als Oxide angegeben; der Rest wird als Aluminiumoxid angegeben. Auf dieser Basis werden auch hier die Analysenwerte für Schleifkorn ausgedrückt.technology, but does not mean that the titanium or the impurities also exist as oxides. In fact, this cannot be the case, as can be seen from the description below emerges. Since, however, in the usual analysis methods for abrasives, the components as Oxides are determined and specified, this practice has been adopted here. With the usual analysis methods the constituents, with the exception of aluminum oxide, are determined and reported as oxides; the rest is called alumina specified. The analytical values for abrasive grain are also expressed here on this basis.

In der folgenden Beschreibung sind alle Angaben über die Mengen von Titandioxid oder einer reduzierten Form desselben oder der Verunreinigungen in dem Schleifkorn Analysenwerte, ausgedrückt als Oxide.In the following description, all details are given about the amounts of titanium dioxide or a reduced form thereof or the impurities in the abrasive grain analytical values expressed as oxides.

Die Menge des Titandioxids oder einer reduzierten Form desselben (beispielsweise eines Suboxides, Oxycarbides oder Carbides) in dem Schleifkorn beträgt 1 bis 10 Gew.-%, am besten 1 bis 5-Gew.-%. Obgleich festgestellt wurde, daß derart hohe Anteile an Titandioxid oder einer reduzierten Form desselben eine nachteilige Wirkung auf die Leistung von Schleifkorn mit nahezu eutektische^ Al2O3VZrO2 ν Zusammensetzung bei gebräuchlichen Schleifarbeiten haben,The amount of titanium dioxide or a reduced form thereof (for example a suboxide, oxycarbide or carbide) in the abrasive grain is 1 to 10% by weight, most preferably 1 to 5% by weight. Although it has been found that such high proportions of titanium dioxide or a reduced form thereof have an adverse effect on the performance of abrasive grain with a nearly eutectic ^ Al 2 O 3 VZrO 2 ν composition in common grinding work,

wurde gefunden, daß sie bei einem Schleifkorn, das 27 bis 35 Gew.-% ZrO2 enthält, die Schleifleistung beim Schleifen mit niedrigem bis mäßigem Andruck überraschenderweise verbessern. Der Mechanismus, der dieser überraschenden Verbesserung der Eigenschaften des Schleifkorns durch das Titandioxid oder einer reduzierten Form desselben zugrunde liegt, ist nicht bekannt; er könnte in einer Erhöhung des Reibungsbeiwertes und der Erwärmungsgeschwindigkeit beim Reibungskontakt des Schleifkorns mit dem Metall bestehen, wobei die raschere Erwärmung das Eindringen des Schleifkorns in das Metall unterstützt.it has been found that, in the case of an abrasive grain containing 27 to 35% by weight of ZrO 2 , they surprisingly improve the grinding performance when grinding with low to moderate pressure. The mechanism underlying this surprising improvement in the properties of the abrasive grain by the titanium dioxide or a reduced form of the same is not known; it could consist in an increase in the coefficient of friction and the heating rate when the abrasive grain comes into frictional contact with the metal, the faster heating supporting the penetration of the abrasive grain into the metal.

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Sofern in dem Schleifkorn Verunreinigungen vorhanden sind, handelt es sich entweder um Restverunreinigungen aus den Ausgangsmaterialien oder um absichtlich beigegebene Zusätze. Solche Zusätze können beispielsweise zugefügt werden, um das Raffinieren zu fördern. So werden z.B. Eisen und Kohle Bauxitschmelzen zugesetzt, um den Gehalt an Eisenoxid und Siliciumdioxid zu vermindern und in Grenzen zu halten. Es ist in der Tat gebräuchlich, den Ansätzen Zuschläge hinzuzufügen, um eine bestimmte Endanalyse einzustellen oder um unerwünschte Phasen zu binden und ihre Abscheidung durch Ausfällen auf den Herd des Ofens oder r durch Abdampfen an der Oberfläche der Schmelze zu erleichtern. If there are impurities in the abrasive grain, it is either residual impurities from the starting materials or intentionally added additives. Such additives can be added, for example, to promote refining. For example, iron and coal are added to bauxite melts in order to reduce the iron oxide and silicon dioxide content and keep it within limits. It is common, in fact, add the lugs increases to a certain final analysis or to set undesirable phases to bind and to facilitate their separation by precipitation onto the hearth of the furnace or r by evaporation on the surface of the melt.

Da es wirtschaftlich nicht vertretbar ist, alle Verunreinigungen völlig zu entfernen, kann das Schleifkorn bestimmte Verunreinigungen enthalten, die seine Leistung beeinflussen und vermindern können. Es ist wesentlich, daß der Gehalt an solchen Stoffen innerhalb bestimmter Grenzen gehalten wird. Solche Stoffe sind Alkalien (Soda, Pottasche, Lithiumcarbonat), Erdalkalien, Siliciumdioxid und Eisenoxide. Sie können einzeln, gemeinsam oder in Verbindung mit den Hauptphasen oder auch in reduzierten Formen, wie Carbiden, Nitriden und selbst als freie Metalle, vorkommen.Since it is not economically justifiable to completely remove all impurities, the abrasive grain can be certain Contain impurities that can affect and reduce its performance. It is essential that the Content of such substances is kept within certain limits. Such substances are alkalis (soda, potash, Lithium carbonate), alkaline earths, silicon dioxide and iron oxides. They can be used individually, together or in conjunction with the main phases or in reduced forms, such as Carbides, nitrides and even free metals.

Die Potenz der schädlichen Verunreinigungen ist unterschiedlich. Alkalien, vor allem Soda, haben eine besonders schädliche Wirkung auf die Leistung. Siliciumdioxid ist bei den Zirkondioxid-Gehalten des hier beschriebenen Schleifkorns ebenfalls schädlich, aber in geringerem Ausmaß als Alkalien. Die Gegenwart von Erdalkalien im Endprodukt läßt sich leichter vermeiden, ist aber ebenso oder etwas weniger schädlich als die Gegenwart von Siliciumdioxid. Man beachte, daß bei höheren Zirkondioxid-Gehalten, als sie hier angewendet werden, beispielsweise bei einer eutektischen Aluminiumoxid/Zirkondioxid-Mischung, Silicium-The potency of the harmful impurities varies. Alkalis, especially soda, have one special feature harmful effect on performance. Silica is at the zirconia levels of that described herein Abrasive grit is also harmful, but to a lesser extent as alkalis. The presence of alkaline earths in the end product is easier to avoid, but is also or slightly less harmful than the presence of silica. Note that with higher zirconium dioxide contents, than they are used here, for example in the case of a eutectic aluminum oxide / zirconium dioxide mixture, silicon

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dioxid ein vorteilhafter Bestandteil sein kann, wie z.B. in der deutschen Patentanmeldung P 29 OO 007.5 beschrieben.dioxide can be an advantageous constituent, as described, for example, in German patent application P 29 007.5.

In dem Fertigprodukt sollte daher der Gehalt an Verunreinigungsphasen auf wirtschaftlich vertretbare Mindestmengen gehalten werden. Diese werden von der Wahl, den Kosten, der Verfügbarkeit und der Qualität der verwendeten Rohstoffe Aluminiumoxid und Zirkondioxid sowie von dem Ausmaß bestimmt, in dem sie wirtschaftlich günstig von der angewendeten Schmelztechnik modifiziert werden können. Unabhängig von den Ausgangsrohstoffen und dem angewendeten Schmelzverfahren darf das Endprodukt höchstens 0,1% Na2O und höchstens 1,5% SiO2, besser höchstens 1% SiO2, enthalten. Bei diesen Obergrenzen von Na2O und SiO2 ist ihr schädlicher Einfluß nicht zu groß und kann teilweise durch Anpassung des Titandioxid-Gehaltes neutralisiert werden. Darüber hinaus darf der Gesamtgehalt an MgO, CaO und Fe2O3 1,5% nicht überschreiten.The content of impurity phases in the finished product should therefore be kept at an economically justifiable minimum amount. These are determined by the choice, costs, availability and quality of the raw materials used, aluminum oxide and zirconium dioxide, as well as the extent to which they can be modified economically by the melting technology used. Regardless of the starting raw materials and the melting process used, the end product may contain a maximum of 0.1% Na 2 O and a maximum of 1.5% SiO 2 , better still a maximum of 1% SiO 2. With these upper limits of Na 2 O and SiO 2 , their harmful influence is not too great and can be partially neutralized by adjusting the titanium dioxide content. In addition, the total content of MgO, CaO and Fe 2 O 3 must not exceed 1.5%.

Das Schleifkorn kann durch rasches Erstarren einer Schmelze aus Aluminiumoxid und Zirkondioxid, die noch die erforderliche Menge Titandioxid oder eine reduzierte Form desselben und eventuell Verunreinigungen enthält, hergestellt werden. Rasches Erstarren wird durch Zusammenbringen der Schmelze mit einem wärmeableitenden Material bewirkt und muß innerhalb einer Zeitspanne von 3 Minuten, besser innerhalb einer Zeitspanne von weniger als 1 Minute und am besten innerhalb einer Zeitspanne von weniger als 20 Sekunden stattfinden. Das wärmeableitende Material oder Kühlmedium kann aus Metallkugeln, Metallstäben oder Metallplatten oder auch aus Brocken von zuvor erschmolzenem Schleifkorn bestehen, auf die die Schmelze gegossen wird.The abrasive grain can be made by rapidly solidifying a melt of aluminum oxide and zirconium dioxide, which is still the required amount of titanium dioxide or a reduced form thereof and possibly contains impurities will. Rapid solidification is brought about by bringing the melt together with a heat-dissipating material and must be within a period of 3 minutes, better within a period of less than 1 minute and ideally take place within a period of less than 20 seconds. The heat dissipating material or cooling medium can consist of metal balls, metal rods or metal plates or also from chunks of previously melted There are abrasive grain on which the melt is poured.

Ein wichtiges Kriterium des Kühlmediums besteht darin, daß es eine solche Form, Größe und Masse hat, daß es Hohl-An important criterion of the cooling medium is that it has such a shape, size and mass that it contains hollow

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räume bildet, in die die Schmelze eindringen kann. Das Kühlmittel muß also der Schmelze eine möglichst große Oberfläche darbieten, damit eine Erstarrung innerhalb der vorgeschriebenen Zeitspanne von 3 Minuten oder besser von weniger als 1 Minute erreicht wird. Das Kühlmedium muß die Wärmeenergie der Schmelze mit hoher Wärmeübergangsgeschwindigkeit absorbieren können, ohne zu schmelzen und ohne Verschlechterung seiner Eigenschaften, so daß es wiederholt verwendet werden kann. Ein Beispiel eines derartigen Kühlmediums ist die in der britischen Patentanmeldung 41763/77 beschriebene "Stabform11. Andere bekannte r*.. Kühlmittel können ebenfalls verwendet werden.Forms spaces into which the melt can penetrate. The coolant must therefore offer the melt as large a surface as possible so that solidification is achieved within the prescribed period of 3 minutes or, better, less than 1 minute. The cooling medium must be able to absorb the heat energy of the melt at a high heat transfer rate, without melting and without deteriorating its properties, so that it can be used repeatedly. An example of such a cooling medium is that described in British Patent Application 41763/77, "rod mold 11. Other known r * .. cooling means may also be used.

Eine andere vorteilhafte Kühlmethode besteht darin, daß die Schmelze nicht auf das Kühlmedium gegossen, sondern dieses in die Schmelze eingetragen und wieder herausgenommen wird, wenn sich eine Produktschicht darauf niedergeschlagen hat.Another advantageous cooling method is that the melt is not poured onto the cooling medium, but this is entered into the melt and removed again when a layer of product is deposited on it Has.

Nach dem Abtrennen von dem Kühlmedium kann die erstarrte Masse zur Herstellung eines Schleifmittels in bekannter Weise zerkleinert werden. Das Zerkleinerungsverfahren kann aus einer Grobzerkleinerung in einem primären Backenbrecher, Weiterzerkleinerung in einem sekundären Walzenv brecher und schließlich Feinzerkleinerung in einer Cana-After separation from the cooling medium, the solidified mass can be used to produce an abrasive in a known manner Way to be crushed. The crushing process can consist of a coarse crushing in a primary jaw crusher, Further shredding in a secondary roller crusher and finally fine shredding in a canal

ry-Mühle oder Hammermühle bestehen. Um Schleifkorn verschiedener Form zu erhalten, kann das Zerkleinerungsverfahren abgeändert werden. Dies ist eine, bekannte Methode, um den Anwendungsbereich eines Schleifkorns bestimmter Zusammensetzung zu erweitern. Beispielsweise kann für bestimmte Schleifmittel auf Unterlage ein leicht zerbrechendes, weiches, langgestrecktes, scharfkantiges Korn erforderlich sein, während bei bestimmten gebundenen Schleifmitteln ein scharfkantiges, aber mehr "blockförmiges", hartes Schleifkorn günstiger sein kann.ry mill or hammer mill. To different abrasive grit To maintain shape, the grinding process can be modified. This is a well-known method to expand the application range of an abrasive grain of a certain composition. For example, for certain An easily breakable, soft, elongated, sharp-edged grit required for abrasives on a backing while certain bonded abrasives have a sharp-edged, but more "block-shaped", hard abrasive grain can be cheaper.

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Die Korngröße des erzeugten Schleifkorns kann sich zwischen 6 und 1000 nach den 1971/72 herausgegebenen Normen der FEPA oder dem U.S. Department of Commerce Commercial Standard CS271-65, ausgegeben am 12. April 1965, bewegen. Vorteilhaft ist eine Korngröße zwischen 6 und etwa 180, am besten eine solche zwischen 14 und 80.The grain size of the abrasive grain produced can be between 6 and 1000 according to the standards issued in 1971/72 the FEPA or the U.S. Department of Commerce Commercial Standard CS271-65, issued April 12, 1965, move. A grain size between 6 and about 180 is advantageous, preferably between 14 and 80.

Das Schleifkorn kann zur Herstellung von Schleifmitteln auf Unterlage oder zur Herstellung von gebundenen Schleifmitteln in herkömmlicher Weise verwendet werden. Das Schleifkorn kann in diesen Produkten das einzige Schleifmittel sein oder zusammen mit bekannten Schleifmitteln verwendet werden.The abrasive grain can be used for the production of coated abrasives or for the production of bonded abrasives can be used in a conventional manner. The abrasive grain can be the only abrasive in these products or used in conjunction with known abrasives.

An Hand eines Beispiels wird nachstehend die Herstellung des Schleifkorns näher erläutert.Using an example, the production of the abrasive grain is explained in more detail below.

Das für das herzustellende Schleifkorn erforderliche Aluminiumoxid kann in Form von Bauxit oder kalzinierter Tonerde, erhalten nach dem Bayer-Verfahren, oder als Überschußschleifkorn, das eine wesentliche Menge Aluminiumoxid enthält, eingeführt werden. Der in der Schleifmittelindustrie verwendete Bauxit enthält neben Aluminiumoxid in der Regel noch 3 bis 4,5 Gew.-% Titandioxid, 3 bis V 8 Gew.-% Siliciumdioxid und 3 bis 10 Gew.-% EisenoxidThe aluminum oxide required for the abrasive grain to be produced can be in the form of bauxite or calcined alumina, obtained by the Bayer process, or as excess abrasive grain, containing a substantial amount of alumina. The one in the abrasives industry In addition to aluminum oxide, the bauxite used generally also contains 3 to 4.5% by weight of titanium dioxide, 3 to V 8% by weight silicon dioxide and 3 to 10% by weight iron oxide

(Fe2O3) .(Fe 2 O 3 ).

Der Bauxit kann synthetischer Bauxit, ungereinigter kalzinierter Bauxit oder teilgereinigter Bauxit (Aluminiumoxid, hergestellt durch Schmelzen und Reduzieren von kalziniertem Bauxit mit metallischem Eisen und Kohle) sein. Wenn ungereinigter kalzinierter Bauxit direkt verwendet wird, muß man dem Bauxit-Zirkondioxid-Gemisch Eisen und Kohle zugeben, um möglichst viel Eisenoxid und Siliciumdioxid zu entfernen. Der Titandioxid-Gehalt kann dabei ebenfalls auf einen zu geringen Wert vermindert werden, so daß einThe bauxite can be synthetic bauxite, unpurified calcined bauxite or partially purified bauxite (aluminum oxide, produced by melting and reducing calcined bauxite with metallic iron and coal). If more uncleaned If calcined bauxite is used directly, iron and carbon must be added to the bauxite-zirconium dioxide mixture, to remove as much iron oxide and silicon dioxide as possible. The titanium dioxide content can also be used can be reduced to too low a value, so that a

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Zusatz von Titandioxid zur Einstellung der entgültigen Zusammensetzung notwendig werden kann.Addition of titanium dioxide to adjust the final composition may be necessary.

Synthetischer Bauxit wird durch Verbinden oder Mischen von reinem Aluminiumoxid mit erwünschten Verunreinigungen, wie Titandioxid, hergestellt und anstelle von natürlichem Bauxit verwendet.Synthetic bauxite is made by combining or mixing pure alumina with desired impurities such as Titanium dioxide, made and used in place of natural bauxite.

Reines Aluminiumoxid kann überschüssiges Schleifkorn mit hohem Aluminiumoxid-Gehalt oder nach dem Bayer-Verfahren erhaltene Tonerde sein. Letztere ist in zwei Formen im r Handel, die sich durch ihren Natriumgehalt unterscheiden:Pure alumina can be excess high alumina abrasive grain or alumina obtained by the Bayer process. The latter is available in two forms in r trade, which differ in their sodium content:

kalzinierte Tonerde mit niedrigem Natriumgehalt, die 0,1 Gew.-% oder weniger Na2O enthält, und normale kalzinierte Tonerde, die 0,5 bis 0,3 Gew.-% Na2O enthält.low sodium calcined clay containing 0.1 wt% or less Na 2 O; and normal calcined clay containing 0.5 to 0.3 wt% Na 2 O.

Als Zirkondioxid wird bei der Herstellung des Schleifkorns am besten Baddeleyit verwendet, der in der RegelBaddeleyite is best used as zirconium dioxide in the manufacture of the abrasive grain, which is usually the case

95 bis 99 Gew.-% Zirkondioxid 0,3 bis 3 Gew.-% Siliciumdioxid 0,5 bis 2 Gew.-% Titandioxid und 0,5 bis 2 Gew.-% Eisenoxid95 to 99% by weight of zirconium dioxide, 0.3 to 3% by weight of silicon dioxide, 0.5 to 2% by weight of titanium dioxide and 0.5 to 2 wt% iron oxide

ν enthält. Ein Gehalt an Hafniumoxid HfO2 ist in den Gehaltsangaben für Zirkondioxid eingeschlossen. contains ν. A content of hafnium oxide HfO 2 is included in the content data for zirconium dioxide.

Im Vergleich zu Bauxit enthält Baddeleyit geringere Mengen Siliciumdioxid, Titandioxid und Eisenoxid als ungereinigter Bauxit.Compared to bauxite, baddeleyite contains smaller amounts of silicon dioxide, titanium dioxide and iron oxide than unpurified Bauxite.

Als Zirkondioxid können auch Zirkondioxid-Blasen verwendet werden, die beim Schmelzen von Zirkonerde oder gereinigter Zirkonerde erhalten werden.Zirconia bubbles can also be used as zirconia be used when melting zirconia or purified Zirconia can be obtained.

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Das zum Erschmelzen des Schleifkorns erforderliche Titandioxid, soweit es nicht in den anderen Ausgangsstoffen enthalten ist, kann in Form von handelsüblichem Rutil zugesetzt werden, der mindestens 90%, besser über 95% Titandioxid enthält.The titanium dioxide required to melt the abrasive grain, unless it is in the other starting materials is contained, can be added in the form of commercially available rutile, the at least 90%, better over 95% titanium dioxide contains.

Die erforderlichen Anteile der Hauptausgangsstoffe werden in der Regel mit dem notwendigen Zusatz Kohlenstoff, in der Regel in Form von Petrolkoks oder Graphit, und Eisen vorgemischt. Die notwendigen Mengen Kohlenstoff und Eisen, sofern letzteres erforderlich ist,- können von einem Fachmann an Hand der Analyse der Ausgangsstoffe leicht berechnet werden. Sollte der Titandioxid-Gehalt beim Schmelzen unter den erforderlichen Wert absinken, kann die zur Wiederherstellung des notwendigen TiO2-Gehaltes benötigte Menge Titandioxid zugesetzt werden.The required proportions of the main raw materials are usually premixed with the necessary addition of carbon, usually in the form of petroleum coke or graphite, and iron. The necessary amounts of carbon and iron, if the latter is required, - can easily be calculated by a person skilled in the art on the basis of the analysis of the starting materials. If the titanium dioxide content falls below the required value during melting, the amount of titanium dioxide required to restore the necessary TiO 2 content can be added.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform liegen die Restverunreinigungen des Endproduktes unabhängig von den verwendeten Ausgangsmaterialien und der angewendeten Schmelztechnik unterhalb folgender Grenzen:In a preferred embodiment, the residual impurities are of the end product regardless of the raw materials used and the melting technique used below the following limits:

Siliciumdioxid <1,0 Gew.-%, am besten <0,5 Gew.-%. Gesamtgehalt an Alkalien (Na2O) und Erdalkalien (CaO und MgO) <1,0 Gew.-%, am besten· <0,5 Gew.-%, davon Na2O <0,1 Gew.-%.Silicon dioxide <1.0% by weight, best <0.5% by weight. Total content of alkalis (Na 2 O) and alkaline earths (CaO and MgO) <1.0% by weight, best <0.5% by weight, of which Na 2 O <0.1% by weight.

Das Schmelzen der vorgemischten Ausgangsstoffe wird normalerweise in einem Kohleelektroden-Lichtbogenofen bei Temperaturen von normalerweise über 1800 0C vorgenommen.The melting of the pre-mixed raw materials is usually carried out in a carbon electrode arc furnace at temperatures of typically more than 1800 0 C.

Nach dem Schmelzen, Raffinieren und — sofern notwendig — Wiedereinstellen des TiO2-Gehaltes wird die Schmelze in oder auf ein geeignetes Kühlmedium gegossen, in oder auf dem die Erstarrung vorzugsweise innerhalb von einer Minute oder besser innerhalb von 20 Sekunden nach dem Kontakt mit dem Kühlmedium stattfindet.After melting, refining and - if necessary - restoring the TiO 2 content, the melt is poured into or onto a suitable cooling medium, in or on which the solidification preferably occurs within one minute or better within 20 seconds after contact with the cooling medium takes place.

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Es wird angenommen/ daß jede Kühlmethode oder jedes Kühlmedium angewendet werden, das eine hohe Wärmeleitfähigkeit, z.B. von mehr als 21 kW/m-°C (18 kcal/m.h.°C) bei 1200 0C, hat und bei dem die größte Schichtdicke des gegossenen Materials vorzugsweise höchstens 2, am besten höchstens etwa 0,5 cm beträgt.It is assumed / that any cooling method or any cooling medium is used which has a high thermal conductivity, for example of more than 21 kW / m- ° C (18 kcal / mh ° C) at 1200 0 C, and in which the greatest layer thickness of the cast material is preferably at most 2, most preferably at most about 0.5 cm.

Kühlmittel, die geringere Wärmeleitfähigkeiten haben, wie Brocken von zuvor erstarrten Schmelzen, können verwendet· werden, sofern die Schichtdicke der aufgegossenen Schmelze entsprechend geringer ist, im Falle von Brocken zuvor er- f starrter Schmelze z.B. geringer als 0,7 und am bestenCoolant, the lower thermal conductivities have as fragments of previously solidified melts, can · be used, the layer thickness of the cast melt is provided correspondingly lower, in the case of chunks previously ER- f starrter melt, for example less than 0.7, and most preferably

geringer als 0,3 cm.less than 0.3 cm.

Geeignete Kühlmittel müssen nicht nur eine hohe Wärmeleitfähigkeit, sondern auch hohe Schmelzpunkte haben. Aus diesen Gründen und wegen seiner verhältnismäßig niedrigen Kosten und reichlichen Verfügbarkeit ist Stahl ein gutes Kühlmittel. Ein anderes Beispiel eines wirtschaftlich brauchbaren Kühlmittels ist Gußeisen. Beispiele weiterer guter Kühlmittel sind Chrom, Nickel, Zirkonium und deren Legierungen, doch können sie für technische Zwecke zu kostspielig sein.Suitable coolants not only have to have high thermal conductivity, but also have high melting points. For these reasons and because of its relatively low Cost and abundant availability, steel is a good coolant. Another example of an economical one useful coolant is cast iron. Examples of other good coolants are chromium, nickel, zirconium and theirs Alloys, but they can be too expensive for technical purposes.

ν Nach dem Erstarren wird die erhaltene Masse zu der gewünschten Korngröße und Kornform zerkleinert. Die Zerkleinerung wird durch Brechen im Backenbrecher, Weiterzerkleinerung im Prall- oder Walzenbrecher und Peinmahlung in Prallmühlen, also mit Hilfe bekannter industrieller Zerkleinerungsverfahren, erreicht.ν After solidification, the mass obtained becomes the desired one Crushed grain size and shape. The crushing is done by breaking in the jaw crusher, further crushing in impact or roller crusher and fine grinding in impact mills, i.e. with the help of well-known industrial ones Comminution process, achieved.

Wie festgestellt wurde, liegt das Zirkondioxid in dem erhaltenen Schleifkorn in der Regel zu 10 bis 40% in der tetragonalen Kristallform vor. Im allgemeinen ist der Gehalt an der tetragonalen Kristallform des Zirkondioxids um so niedriger, je höher der Restgehalt des SchleifkornsAs has been found, the zirconium dioxide in the abrasive grain obtained is generally 10 to 40% tetragonal Crystal form. In general, the content is in the tetragonal crystal form of zirconia the lower the higher the residual content of the abrasive grain

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an Siliciumdioxid ist.on silica.

Insgesamt besteht das Mikrogefüge des erhaltenen Schleifkorns aus zwei Teilen:Overall, there is the microstructure of the abrasive grain obtained from two parts:

1. primären Aluminiumoxid-Kristallen, die in1. primary alumina crystals found in

2. einer eutektischen Grundmasse aus Aluminiumoxid und Zirkondioxid eingebettet sind.2. a eutectic matrix made of aluminum oxide and zirconium dioxide are embedded.

Der Volumenanteil der primären Aluminiumoxid-Kristalle beträgt bei einem Zirkondioxid-Gehalt von 34 Gew.-% etwa ζ 40% und bei einem Zirkondioxid-Gehalt von 27 Gew.-% etwaThe volume fraction of the primary aluminum oxide crystals is approximately ζ 40% with a zirconium dioxide content of 34% by weight and approximately with a zirconium dioxide content of 27% by weight

52%.52%.

Bei der optimalen eutektischen Schleifkornmasse nach der US-PS 3 891 408 sind wenig oder keine primären Aluminiumoxid-Kristalle zugegen; theoretisch dürften keine vorhanden sein. An der oberen Grenze des Zirkondioxid-Gehaltes gemäß dieser Patentschrift — bei 50 Gew.-% ZrO2 — enthält das Schleifkorn primäre Zirkondioxid-Kristalle· Die bevorzugte Ausführungsform des Gegenstandes der US-PS 3 891 ergibt daher ein Mikrogefüge, das überwiegend rein ist und soweit wie möglich ganz aus eutektischen Zellen oder Kolonien besteht.
C
With the optimal eutectic abrasive grit mass according to US Pat. No. 3,891,408, little or no primary aluminum oxide crystals are present; theoretically there shouldn't be any. At the upper limit of the zirconium dioxide content according to this patent specification - at 50% by weight ZrO 2 - the abrasive grain contains primary zirconium dioxide crystals. The preferred embodiment of the subject matter of US Pat consists entirely of eutectic cells or colonies as much as possible.
C.

Das Mikrogefüge des Schleifkorns gemäß der Erfindung unterscheidet sich in dieser wichtigen Hinsicht dadurch, daß es erwünscht 40 bis 52 Vol.-% primäre Aluminiumoxid-Kristalle enthält und außerdem 1 bis 10 Gew.-% Titandioxid oder eine reduzierte Form desselben enthalten muß.The microstructure of the abrasive grain according to the invention is different in this important respect in that it desirably contains 40 to 52 volume percent primary alumina crystals and must also contain 1 to 10% by weight of titanium dioxide or a reduced form thereof.

Die primären Aluminiumoxid-Kristalle in dem Schleifkorn gemäß der Erfindung haben eine Größe von 5 bis 50 μΐη und sind überwiegend kleiner als 30 μπι. Oft zeigen sie eine orientierte Struktur von dendritischem Typ, bei der die Dendrite oder Gruppen von Dendriten durch die eutektische Grundmasse getrennt sind.The primary alumina crystals in the abrasive grain according to the invention have a size of 5 to 50 μm and are predominantly smaller than 30 μπι. Often times they show one oriented structure of dendritic type in which the dendrites or groups of dendrites through the eutectic Ground mass are separated.

13Ö02~21/70~71213Ö02 ~ 2 1/7 0 ~ 712

Das Zirkondioxid kommt in der Grundmasse in Form von Stäbchen oder Plättchen vor, die in einer aluminiumoxidreichen Grundphase verteilt sind. Der Durchmesser der Stäbchen bzw. die Dicke der Plättchen dürfte 0,02 bis 0,4 μπι betragen. Der typische Abstand zwischen den Stäbchen ist im Durchschnitt kleiner als 0,3 μπι, doch kommen auch kleinere Abstände vor, die unter dem Abtastelektronenmikroskop oft nicht mehr klar aufgelöst werden können.The zirconia comes in the matrix in the form of Before rods or platelets, which are distributed in a basic phase rich in aluminum oxide. The diameter of the Rods or the thickness of the platelets should be 0.02 to 0.4 μm. The typical distance between the chopsticks is on average less than 0.3 μπι, but come There are also smaller distances that can often no longer be clearly resolved under the scanning electron microscope.

Die Grundmasse besteht aus Gruppen von Zirkondioxid-Stäbchen oder -Plättchen mit einem hohen Orientierungsgrad, /" wodurch die Grundmasse zwischen den primären Aluminiumoxid-Kristallen in eine Reihe eutektischer Kolonien oder Bereiche unterteilt wird. Die Größe der Kolonien oder Bereiche bewegt sich typischerweise zwischen 5 und 30 μπι.The basic mass consists of groups of zirconium dioxide rods or plates with a high degree of orientation, / "creating the matrix between the primary alumina crystals divided into a series of eutectic colonies or areas. The size of the colonies or areas typically moves between 5 and 30 μπι.

Die entscheidend wichtige Phase aus Titandioxid oder einer reduzierten Form desselben dürfte als feste Lösung mit den primären Aluminiumoxid-Kristallen vorliegen, doch wird angenommen, daß der größte Teil an der Grenzfläche zwischen den primären Aluminiumoxid-Kristallen und der eutektischen Grundmasse, insbesondere an der Grenzfläche zwischen den eutektischen Kolonien oder Bereichen vorkommt, die die eutektische Grundmasse bilden, in der die primären Aluminium-The crucial phase of titanium dioxide or a its reduced form is likely to exist as a solid solution with the primary aluminum oxide crystals, but it is assumed that that most of it is at the interface between the primary alumina crystals and the eutectic Basic mass, especially at the interface between the eutectic colonies or areas that the eutectic Form a matrix in which the primary aluminum

ν oxid-Kristalle eingebettet sind. Die Restverunreinigungenν oxide crystals are embedded. The residual impurities

dürften sich ebenfalls an diesen beiden Stellen befinden, wo sie einzeln oder in Verbindung mit anderen oder der Hauptphase einschließlich des Titandioxids vorkommen.are also likely to be in these two places, where they are used individually or in conjunction with others or the Main phase including the titanium dioxide occur.

An Hand von Beispielen wird die Erfindung näher erläutert. Bei diesen Beispielen wurde das folgende Schmelz- und Abkühlungsverfahren angewendet.The invention is explained in more detail by means of examples. The following melting and cooling procedure was used in these examples applied.

Das Schmelzen wurde in einem 100-kV-Wechselstromofen mit zwei Graphitelektroden von 76 mm Durchmesser vorgenommen, deren Abstand zwischen 10 und 25 cm verändert und derenThe melting was done in a 100 kV AC furnace made two graphite electrodes 76 mm in diameter, the distance between which changed between 10 and 25 cm and whose

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Höhe ebenfalls eingestellt werden konnte. Ein vorgemischter Ansatz aus der zu untersuchenden Zusammensetzung wurde in den Ofen gegeben und der Lichtbogen durch Einlegen einer Graphitschiene zwischen die Elektroden bei einem Abstand von 10 cm gezündet.Height could also be adjusted. A premixed approach from the composition under investigation was placed in the furnace and the arc started by inserting a graphite bar between the electrodes at a Ignited from a distance of 10 cm.

Nachdem ein Ausgangsbad aus geschmolzenem Material erhalten worden war, wurden weitere Anteile des Gemisches portionsweise zugesetzt, und die Höhe sowie der Abstand der Elektroden wurde so eingestellt, daß bei einer Spannung von 65 bis 90 V ein Strom von 600 bis 1000 A floß.After a starting bath of molten material was obtained, additional portions of the mixture were added in portions added, and the height and the distance of the electrodes were adjusted so that at a voltage from 65 to 90 V a current of 600 to 1000 A flowed.

In dieser Weise wurde die Schmelze 30 bis 40 Minuten im Ofen behandelt; dann wurde ein erster Abguß vorgenommen. Die Elektroden wurden über die Oberfläche der Schmelze hochgezogen, und nach einer Wartezeit von etwa 2 Minuten wurde die Schmelze in eine Form, die Stahlkugeln von 25 mm Durchmesser enthielt, oder in eine Stabform gemäß der britischen Patentanmeldung 41763/77 mit Stahlstäben von 25 mm Durchmesser und 5 mm Abstand gegossen.In this way, the melt was treated in the furnace for 30 to 40 minutes; then a first cast was made. The electrodes were pulled up over the surface of the melt, and after waiting about 2 minutes the melt was converted into a shape containing steel balls 25 mm in diameter or into a rod shape according to of British patent application 41763/77 cast with steel rods 25 mm in diameter and 5 mm apart.

Die Menge des bei jedem Abguß hergestellten Materials betrug 9 bis 18 kg, und für jede spezielle Zusammensetzung wurde eine Anzahl von Abgüssen ausgeführt.The amount of material produced in each cast ranged from 9 to 18 kg, and for each particular composition a number of casts were made.

Das nach dem vorstehend beschriebenen Verfahren hergestellte, erstarrte Material wurde zur Erzeugung von Schleifkorn zerkleinert. Typischerweise wurde das Material zunächst in einem Backenbrecher auf eine Korngröße von etwa 8 Korn und feiner zerkleinert und dieses Produkt dann in einem sekundären Walzenbrecher auf eine Korngröße von 16 Korn und kleiner verfeinert. Dieses Material bildete ein Vorratsprodukt. Nach einer groben Magnetscheidung zum Entfernen von freiem Eisen aus den Zerkleinerungsmaschinen wurde das Vorratsprodukt sorgfältig zu gekreuzt abgeglichenen Korngrößen für die Herstellung von ProduktenThe solidified material produced by the method described above was used to produce abrasive grain crushed. Typically, the material was first in a jaw crusher to a grain size of about 8 grain and finer and this product then in a secondary roll crusher to a grain size of 16 Refined grain and smaller. This material formed a stock product. After a rough magnetic separation to the Removing free iron from the crushers, the stock product was carefully cross-balanced Grain sizes for the manufacture of products

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sowie für die physikalische und chemische Analyse abgesiebt. Hierbei wurde Schleifkorn der Korngrößen 16 bis 80 Korn erhalten; dies sind die gebräuchlichsten Korngrößen für die Ausführung von Schleifversuchen. Für kommerzielle Zwecke könnte eine komplette Korngrößenreihe hergestellt werden.and sieved for physical and chemical analysis. Here, abrasive grains of grain sizes 16 to 80 were used Grain received; these are the most common grain sizes for carrying out grinding tests. For commercial Purposes, a complete range of grain sizes could be produced.

BEISPIEL 1EXAMPLE 1

Nach dem vorstehend beschrieben Verfahren wurde eine Reihe von Schmelzen hergestellt. Ausgangsstoffe und Zusammensetzung der Mischungen sind in Tabelle 1 angegeben, A series of melts were prepared using the procedure described above. The starting materials and the composition of the mixtures are given in Table 1,

Tabelle 1Table 1

Ansätze mit Al2O3 von Ansätze mit syntheniedrigem Na2O-Gehalt tischem Bauxit Ausgangsstoffe (Gew.-%) (Gew.-%) Approaches with Al 2 O 3 from approaches with low synthetic Na 2 O content table bauxite starting materials (wt .-%) (wt .-%)

F357 F358 F359 F36O F361 F362 F363 F364 F357 F358 F359 F36O F361 F362 F363 F364

Kalzinierte Tonerde
mit niedrigem Na2O-Gehalt (+99% Al2O3) 65,5 63,0 69,5 67,0 64,7 62,2 68,65 66,18
Calcined clay
with low Na 2 O content (+ 99% Al 2 O 3 ) 65.5 63.0 69.5 67.0 64.7 62.2 68.65 66.18

BaddeleyitBaddeleyit

(98% ZrO2) 32 32 28 28 32 32 28 28(98% ZrO 2 ) 32 32 28 28 32 32 28 28

Rutil (95% TiO2) 2,5 5,0 2,5 .5,0 2,5 5,0 2,5 5,0Rutile (95% TiO 2 ) 2.5 5.0 2.5 .5.0 2.5 5.0 2.5 5.0

e Siliciumdioxide silicon dioxide

(98% SiO2) - - - 0,6 0,58 0,64 0,62(98% SiO 2 ) - - - 0.6 0.58 0.64 0.62

EisenoxidIron oxide

(87% Fe2O3) - - - 0,2 0,19 0,21 0,20(87% Fe 2 O 3 ) - - - 0.2 0.19 0.21 0.20

100 100 100 100 100 99,7 100 100 Zusatz von Feingraphit 1,0 1,2 1,0 1,2 1,0 1,2 1,0 1,2100 100 100 100 100 99.7 100 100 Addition of fine graphite 1.0 1.2 1.0 1.2 1.0 1.2 1.0 1.2

Anmerkung: Die Graphit-Zusätze scheinen übermäßig hoch zu sein. DasNote: The graphite additions appear to be excessive. That

ist jedoch nicht der Fall, da ein großer Teil, des Graphits in der Kruste oxydiert wird und nicht in die Schmelze gelangt. Die angegebenen Mengen wurden empirisch bestimmt und erbrachten gute Resultate. Bei Verwendung von gröberem Kohlenstoff kann die Menge erheblich vermindert werden.is not the case, however, as a large part of the graphite is oxidized in the crust and does not get into the melt. The amounts given were determined empirically and produced good results. When using coarser carbon, the amount can be reduced considerably.

Die Schmelzen der Ansätze nach Tabelle 1 wurden in eine 25-mm-Stabform der vorstehend beschriebenen Art gegossen und nach dem Erstarren in der vorstehend beschriebenen Weise zerkleinert. Das Schleifkorn hatte die in Tabelle angegebene Analyse.The melts of the batches according to Table 1 were poured into a 25 mm rod mold of the type described above and after solidification, comminuted in the manner described above. The abrasive grit had the one in the table given analysis.

Tabelle 2Table 2 Al,0,Al, 0, TiO,TiO, %-Gehalt%-Salary Fe9O,Fe 9 O, SiO,SiO, Na, 0Well, 0 65,9665.96 1,821.82 CaOCaO 0,150.15 0,50.5 0,030.03 Schmelze Nr.Melt no. ZrO,ZrO, 65,0765.07 3,353.35 0,040.04 0,050.05 0,30.3 0,020.02 F357F357 31,531.5 65,2265.22 1,821.82 0,010.01 0,010.01 0,30.3 0,040.04 F358F358 31,231.2 65,1565.15 3,263.26 0,010.01 0,010.01 0,50.5 0,040.04 F359F359 28,628.6 65,5565.55 1,671.67 0,040.04 0,040.04 0,80.8 0,030.03 F360F360 29,029.0 63,7363.73 3,283.28 0,010.01 0,010.01 0,90.9 0,030.03 F361F361 31,931.9 68,4068.40 1,731.73 0,040.04 0,020.02 0,70.7 0,030.03 F362F362 32,032.0 66,7766.77 3,263.26 0,020.02 0,020.02 0,90.9 0,020.02 F363F363 29,129.1 0,030.03 F364F364 29,029.0

BEISPIEL 2EXAMPLE 2

Genau abgeglichenes Schleifkorn der Korngröße 36 der imExactly balanced abrasive grain size 36 of the im

C Beispiel 1 angegebenen Zusammensetzungen wurde zu Schleif -C Example 1 specified compositions were used for grinding

bändern verarbeitet. Eine Probe von herkömmlichem, braunem , geschmolzenem Aluminiumoxid der Qualität G52E, das verbreitet zur Herstellung von Schleifbändern verwendet wird, wurde ebenfalls zu Schleifbändern verarbeitet. Die Korngröße der Probe G52E wurde genau gekreuzt den Versuchsproben F357 und F364 angepaßt.tapes processed. A sample of conventional, brown, fused G52E grade alumina that is is widely used for the production of abrasive belts, was also made into abrasive belts. the Grain size of sample G52E was exactly crossed and matched to test samples F357 and F364.

Um den Einfluß von Staub auf dem Schleifkorn und mögliche Unterschiede in den elektrostatischen Auftragseigenschaften zu beseitigen, wurden alle Schleifkorn-Produkte gewaschen und einer Oberflächenbehandlung unterzogen, um eine Standard-Leitfähigkeit an der Oberfläche sicherzustellen. About the influence of dust on the abrasive grain and possible differences in the electrostatic application properties All abrasive grain products have been washed and surface treated to remove to ensure a standard conductivity on the surface.

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Das so vorbehandelte Schleifkorn wurde dann elektrostatisch mit einer Gleichspannung von 19 kV innerhalb einer Zeitspanne von etwa 20 Sekunden über einen Abstand von etwa 25 nun auf eine biegsame Unterlage aufgespritzt.The abrasive grain pretreated in this way was then electrostatic with a DC voltage of 19 kV within a Time span of about 20 seconds over a distance of about 25 now sprayed onto a flexible surface.

Die biegsame Unterlage bestand aus einem Polyestergewebe mit einer 4/1-Satinbindung und etwa 41 χ 16 Fäden/cm2, das zuvor mit einem Klebstoffgemisch aus einem kommerziellen einstufigen flüssigen Phenolharz mit einem Phenol/ Fbrmaldehyd-Verhältnis von etwa 1:1,6 überzogen worden war. Der Klebstoff enthielt ferner gemahlenen Kalkstein f- mit einer Teilchengröße von etwa 17 bis 25 μΐη. Das Verhältnis von Phenolharzkleber zu Kalkstein betrug 58 zu 42 Gew.-%. Außerdem enthielt der Klebstoff noch 0,1 Gew.-% eines Netzmittels (MANOXOL O.T.). Der Klebstoff hatte eine Viskosität von etwa 0,8 Pa-s bei Beschichtungstemperatur. Für Schleifkorn der Korngröße 36 wurde eine Beschichtung von 0,28 kg/m2 verwendet.The flexible base consisted of a polyester fabric with a 4/1 satin weave and about 41 χ 16 threads / cm 2 , which was previously coated with an adhesive mixture of a commercial one-stage liquid phenolic resin with a phenol / malaldehyde ratio of about 1: 1.6 had been. The adhesive also contained ground limestone f- with a particle size of about 17 to 25 μm. The ratio of phenolic resin adhesive to limestone was 58 to 42% by weight. The adhesive also contained 0.1% by weight of a wetting agent (MANOXOL OT). The adhesive had a viscosity of about 0.8 Pa-s at coating temperature. For abrasive grain of grain size 36, a coating of 0.28 kg / m 2 was used.

Das Gewebe mit dem in einer Konzentration von etwa 0,9 kg/m2 aufgetragenen Schleifkorn wurde (mindestens) 1 Stunde bei 75 0C und dann mindestens 3 Stunden bei 90 0C sorgfältig getrocknet.The fabric with the abrasive grain applied in a concentration of about 0.9 kg / m 2 was carefully dried at 75 ° C. for (at least) 1 hour and then at 90 ° C. for at least 3 hours.

V Danach wurde auf die Kornoberfläche eine Deckschicht aufgetragen, um die Lücken zwischen den Schleifkörnern teilweise zu füllen und die Haftung und Bindung zu verbessern. Die Deckbeschichtung betrug etwa 0,65 kg/m2. Die Zusammensetzung des Deckschichtmaterials war die gleiche wie die des Klebstoffs, doch enthielt das Deckschichtmaterial noch 1,5 Gew.-% PYROGENE, das ein "Ablaufen" der Deckschicht beim abschließenden Trocknen und Aushärten verhindert. A top coat was then applied to the grain surface in order to partially fill the gaps between the abrasive grains and to improve adhesion and bonding. The top coat was about 0.65 kg / m 2 . The composition of the top layer material was the same as that of the adhesive, but the top layer material still contained 1.5% by weight of PYROGENE, which prevents the top layer from "sagging" during the final drying and curing process.

Ein typischer Aushärtungsvorgang bestand aus einer Erwärmung von mindestens 1 Stunde auf 75 0C, mindestens 3 Stunden auf 90 0C, mindestens 1 Stunde auf 100 0C und minde-A typical curing process consisted of a heating of at least 1 hour at 75 0 C, at least 3 hours at 90 0 C, at least 1 hour at 100 0 C and minde-

13 0 0 2 22/o 7 1 213 0 0 2 2 2 / o 7 1 2

stens 12 bis 14 Stunden auf 107 0C.at least 12 to 14 hours at 107 0 C.

Nach dem Aushärten wurde das Produkt mindestens 24 Stunden in einer feuchten Atmosphäre von +95% relativer Luftfeuchte aufbewahrt. Danach wurde das Produkt in drei Richtungen um 45° gebogen, um die Handhabung bei der Herstellung von Schleifbändern zu erleichtern. Aus dem beschichteten Material wurden mit Hilfe bekannter Methoden Schleifbänder der Größe 208 cm χ 5 cm hergestellt.After curing, the product was left in a humid atmosphere of + 95% relative humidity for at least 24 hours kept. Thereafter, the product was bent in three directions by 45 ° in order to facilitate handling in the manufacture of Sanding belts to facilitate. Using known methods, the coated material was turned into abrasive belts in size 208 cm χ 5 cm.

Auf diese Weise wurden Schleifbänder mit den Versuchsschleifkorn-Typen F357 bis F364 nach'Tabelle 2 und dem Schleifkorn aus herkömmlichem geschmolzenem Aluminiumoxid hergestellt.In this way, abrasive belts were made with the experimental abrasive grain types F357 to F364 according to Table 2 and the abrasive grain made from conventional fused alumina manufactured.

Die so erhaltenen Schleifbänder wurden dann auf einer bekannten Hochleistungs-Schleifbandprüfmaschine unter Verwendung von Flußstahlwerkstücken in Form von gewalzten Winkelprofilen mit einem Querschnitt von 19 mm χ 19 mm χ 3,2 mm und einer Länge von etwa 1220 mm geprüft. Bei dieser Prüfung wurde das Band in herkömmlicher Weise auf das Hintergestell aufgelegt und das Werkstück so angeordnet, daß es mit seinem Querschnitt gerade unterhalb des horizontalen Durchmessers der Andruckrolle das Band berührte. The abrasive belts thus obtained were then used on a known high-performance abrasive belt testing machine of mild steel workpieces in the form of rolled angle profiles with a cross section of 19 mm χ 19 mm χ 3.2 mm and a length of about 1220 mm. In this test, the tape was worn in a conventional manner placed the back frame and arranged the workpiece so that its cross-section is just below the horizontal diameter of the pressure roller touched the tape.

Das Schleifband wurde mit einer Geschwindigkeit von 1372 m/min angetrieben und über eine Andruckrolle von 356 mm Durchmesser geführt. Auf das Werkstück wurde eine Vorschubkraft von 7,26 kg Totgewicht ausgeübt, und ein Schleifvorgang bestand aus 50 Kontakten von je 2,25 Sekunden Dauer mit einem Intervall von 10 Sekunden zwischen jedem Kontakt. Die Menge des abgetragenen (d.h. abgeschliffenen) Metalls wurde nach jedem SchleifVorgang gemessen, und der Versuch wurde fortgesetzt, bis die Menge des bei einem Schleifvorgang abgetragenen Metalls weniger als 66 g betrug. Das Gesamtgewicht des von dem Band abge-The sanding belt was driven at a speed of 1372 m / min and a pressure roller of 356 mm diameter guided. A feed force of 7.26 kg dead weight was exerted on the workpiece, and a The grinding process consisted of 50 contacts of 2.25 seconds each with an interval of 10 seconds between every contact. The amount of metal removed (i.e. abraded) was measured after each grinding process, and the experiment was continued until the amount of metal removed in one grinding operation was less than 66 g. The total weight of the

I3OÖ2V/V7I2I3OÖ2V / V7I2

tragenen Metalls und der Gesamtgewichtsverlust des Bandes ergaben die relative Schleifleistung des Bandes.The metal carried and the total weight loss of the belt gave the relative abrasive performance of the belt.

Die aus dem verschiedenen Schleifkorn hergestellten Schleifbänder zeigten die in Tabelle 3 aufgeführten Schleifleistungen.The abrasive belts made from the various abrasive grains showed those listed in Table 3 Grinding services.

TabelleTabel Gewichts
verlust
d. Bandes
(g)
Weight
loss
d. Band
(G)
33 2. Testreihe2nd series of tests Gewichts
verlust
d. Bandes
(g)
Weight
loss
d. Band
(G)
1. Testreihe1st series of tests 1212th Abgetra
genes
Metall
(g)
Abgetra
genes
metal
(G)
9,09.0
SchleifkornAbrasive grain Abgetra
genes
Metall
(g)
Abgetra
genes
metal
(G)
1010 12921292 10,010.0
F357F357 18881888 1111 11891189 10,010.0 F358F358 12651265 1313th 12791279 geprüft-checked- F359F359 14701470 1212th - nicht- not 10,010.0 F360F360 18481848 1919th 11541154 11,511.5 F361F361 14081408 1212th 13611361 11,011.0 F362F362 17681768 geprüft-checked- 11191119 12,012.0 F363F363 14621462 99 12671267 88th F364F364 -nicht-not 415415 G52E (her-
kömml. Al2O3)
G52E (manu-
Coming. Al 2 O 3 )
571571

Die hohe Schleifleistung der Schleifmittel gemäß der Erfindung gegenüber herkömmlichem geschmolzenem Aluminiumoxid. Es wurden Verbesserungen von 100 bis 230% erhalten. Die Unterschied zwischen den beiden Testreihen besteht in der Kontaktzeit. Bei der ersten Testreihe bestand jeder SchleifVorgang aus 50 Kontakten von je 2,25 s Dauer; bei der zweiten Testreihe betrug die Kontaktzeit bei den 50 Kontakten 2 s.The high grinding performance of the abrasives according to the invention versus conventional fused alumina. Improvements of 100 to 230% were obtained. The difference between the two test series is the contact time. Everyone passed the first series of tests Grinding process from 50 contacts, each 2.25 s duration; in the second series of tests, the contact time was for the 50 Contacts 2 s.

- 24 -- 24 -

130022/0712130022/0712

BEISPIEL 3EXAMPLE 3

Die Testwerte für Schleifbänder werden nach einem Verfahren erhalten, das in der einschlägigen Industrie als Schleifen mit niedriger Frequenz bezeichnet wird, d.h. die Anzahl der Zeiten je Sekunde, während der jeder Schneidpunkt das Werkstück berührt, ist verhältnismäßig niedrig. Die Schneidfreguenz für Bänder hängt von dem Verhältnis der erhabenen Oberflächenteile zu den Nuten der Andruckrolle ab und beträgt typischerweise 1 bis 10 s . Um die Vorteile der neuen Schleifmittel bei hohen Schneidfrequenzen zu prüfen, wurden auch Tests ausgeführt, bei denen das Schleifkorn in gebundene Schleifscheiben von 178 mm Durchmesser eingearbeitet wurde. Bei diesen kann die Schneidfrequenz je Korn bis zu 100 s betragen.The test values for abrasive belts are based on a procedure what is referred to in the industry as low frequency loops, i. the number of times per second that each cutting point touches the workpiece is proportional low. The cutting frequency for tapes depends on the ratio of the raised surface parts to the grooves of the Pressure roller and is typically 1 to 10 s. To take advantage of the new abrasives at high cutting frequencies To check, tests have also been carried out in which the abrasive grain is bonded to grinding wheels 178 mm diameter was incorporated. With these, the cutting frequency per grain can be up to 100 s.

Es wurde im wesentlichen das gleiche Verfahren angewendet, wie im Beispiel 2 beschrieben, wobei jedoch das Schleifkorn auf eine Unterlage aus Hochlexstungsfaser aufgetragen wurde.Essentially the same procedure was used as described in Example 2, except that the Abrasive grain was applied to a backing made of high-strength fiber.

Bindemittel für die Scheiben war ein einstufiges flüssiges Phenolharz mit einem Phenol/Formaldehyd-Verhältnis von 1:1,55. Diesem Phenolharz wurden 15 Gew.-% Äthandiol und gemahlener Kalkstein im Verhältnis von Gewichtsteilen Calciumcarbonat-Pulver zu 11 Gewichtsteilen Phenolharz zugesetzt. Ferner wurden dem Bindemittel noch ein Netzmittel (MANOXOL OT) und soviel Wasser hinzugefügt, daß die Viskosität des Bindemittels 1,7 Pa-s betrug. Das Bindemittel wurde mit einer Schichtdicke von 0,35 kg/m2 aufgetragen. Die elektrostatisch auf die Bindemittelschicht aufgespritzte Schleifkornschicht hatte eine Schichtdicke von 1,4 kg/m2 (Anmerkung: Je nach dem spezifischen Gewicht des Schleifkorns wurde das Auftragsgewicht so modifiziert, daß ein konstantes Volumen erhalten wurde.)The binder for the panes was a one-stage liquid phenolic resin with a phenol / formaldehyde ratio of 1: 1.55. 15% by weight of ethanediol and ground limestone in a ratio of parts by weight of calcium carbonate powder to 11 parts by weight of phenolic resin were added to this phenolic resin. A wetting agent (MANOXOL OT) and enough water were also added to the binder so that the viscosity of the binder was 1.7 Pa · s. The binder was applied with a layer thickness of 0.35 kg / m 2 . The abrasive grain layer electrostatically sprayed onto the binder layer had a layer thickness of 1.4 kg / m 2 (Note: Depending on the specific weight of the abrasive grain, the application weight was modified so that a constant volume was obtained.)

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130022/0712130022/0712

Die Auftragsspannung betrug 19 kV Gleichspannung über einen 25-mm-Spalt und die Auftragszeit 20 Sekunden.The application voltage was 19 kV DC over a 25 mm gap and the application time 20 seconds.

Das beschichtete Produkt wurde dann mindestens 3 Stunden bei 90 0C getrocknet.The coated product was then dried at 90 ° C. for at least 3 hours.

Danach wurde eine Deckschicht aus folgenden Komponenten aufgebracht:Then a top layer made of the following components was applied:

35 Gew.-% eines einstufigen kommerziellen flüssigen Phenolharzes mit einem Phenol/Formaldehyd-Verhältnis von ,- 1:1,6, 65 Gew.-% Kryolith-Füllstoff, 2,5 Gew.-% Eisen-35% by weight of a one-stage commercial liquid phenolic resin having a phenol / formaldehyde ratio of - 1: 1.6, 65% by weight cryolite filler, 2.5% by weight iron

*- oxid-Pigment und 0,1% eines Netzmittels (MANOXOL OT). Die* - oxide pigment and 0.1% of a wetting agent (MANOXOL OT). the

Deckschicht wurde in einer Menge von 0,69 kg/ma aufgetragen .Top layer was applied in an amount of 0.69 kg / m a .

Das Produkt wurde mindestens 4 Stunden bei 90 0C und 14The product was at least 4 hours at 90 0 C and 14

bis 16 Stunden bei 107 0C getrocknet und ausgehärtet unddried and cured at 107 ° C. for up to 16 hours and

anschließend 24 Stunden in einer feuchten Atmosphäre mitthen in a humid atmosphere for 24 hours

+95% relativer Luftfeuchte aufbewahrt. Es wurde dann in üblicher Weise über einer Kugel gebogen.+ 95% relative humidity stored. It was then bent over a ball in the usual manner.

Aus dem Schleifmittel wurden in bekannter Weise Scheiben von 178 mm Durchmesser ausgestanzt.Discs with a diameter of 178 mm were punched out of the abrasive in a known manner.

Zur Herstellung der Schleifscheiben wurde genau gekreuzt abgeglichenes Schleifkorn der Korngröße 36 der in Tabelle 1 aufgeführten Schleifkorn-Produkte sowie das herkömmliche geschmolzene Aluminiumoxid-Produkt aus dem Beispiel 2 verwendet.To make the grinding wheels, they were exactly crossed Matched abrasive grain of grain size 36 of the abrasive grain products listed in Table 1 as well as the conventional one fused alumina product from Example 2 was used.

Die Schleifscheiben wurden auf einer Andruckscheibe aus einer Aluminiumlegierung befestigt, die mit einer 1,5 bis 3,2 mm dicken Gummiauflage versehen war. Die Scheibe wurde so angeordnet, daß sie das Ende eines FlußStahlrohres von 203 mm Durchmesser, 6,4 mm Wandstärke und etwaThe grinding wheels were made on a pressure wheel attached to an aluminum alloy, which was provided with a 1.5 to 3.2 mm thick rubber pad. The disc was arranged so that it was the end of a mild steel pipe of 203 mm diameter, 6.4 mm wall thickness and approx

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254 mm Ausgangslänge berührte. Das Werkstück war in der vertikalen Ebene um 2 bis 3° gegenüber der Horizontalen und in der horizontalen Ebene um 1 bis 2° gegenüber der Normalen geneigt. Das Werkstück rotierte mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 21,3 m/min und die Scheibe mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 3048 m/min. Die Scheibe wurde mit einer Totlastkraft von 22,7 kg gegen das Werkstück gedrückt.254 mm initial length touched. The workpiece was in the vertical plane by 2 to 3 ° from the horizontal and inclined in the horizontal plane by 1 to 2 ° relative to the normal. The workpiece rotated at a peripheral speed of 21.3 m / min and the disc with a peripheral speed of 3048 m / min. The disc was pressed against the workpiece with a dead load force of 22.7 kg.

Das Werkstück wurde während einer Kontaktzeit von. 15 Sekunden mit der Scheibe geschliffen, dann entfernt, ge- f wogen, mit Wasser gekühlt und getrocknet. Der Schleif-The workpiece was during a contact time of. 15 seconds ground with the disk, then removed, weighed overall f, cooled with water and dried. The grinding

Vorgang wurde nach diesem Muster wiederholt, bis die in der Kontaktzeit von 15 Sekunden abgetragene Metallmenge weniger als 20 g betrug. Die bis dahin abgetragene Metallmenge und der Gesamtgewichtsverlust der Scheibe wurden als Maß für die Schleifmittelleistung gewählt. In dieser Weise wurden die Schleifkornprodukte F357 bis F364 sowie das Standard-Aluminiumoxid G52E geprüft. Die Ergebnisse sind in Tabelle 4 wiedergegeben.The process was repeated according to this pattern until the amount of metal removed in the contact time of 15 seconds was less than 20 g. The amount of metal removed up to then and the total weight loss of the disc were chosen as a measure of the abrasive performance. In this way, the abrasive grain products became F357 to F364 as well as the standard aluminum oxide G52E. The results are shown in Table 4.

Tabelle 4Table 4

SchleifkornAbrasive grain Metallabtrag
(g)
Metal removal
(G)
Gewichtsverlust
der Scheibe
(g)
Weight loss
the disc
(G)
F357 ~|F357 ~ | 10041004 2,732.73 F358 i Al2O3 mit niedrigemF358 i Al 2 O 3 with low 918918 2,882.88 F359 j Na20-GehaltF359 j Na 2 0 content 10711071 2,802.80 F360 JF360 J 11711171 4,054.05 F361 ΊF361 Ί 637637 1,931.93 Γ Synthetischer Bauxit
F363 j
Γ Synthetic bauxite
F363 j
735
660
735
660
2,68
2,17
2.68
2.17
F364 J F364 J 810810 2,602.60 G52E (Standard-Al.,O3)G52E (standard Al., O 3 ) 537537 2,202.20

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BEISPIEL 4EXAMPLE 4

Um die Leistung des Schleifkorns gemäß der Erfindung in gebundenen Schleifmitteln zu vergleichen, wurden nach dem vorstehend beschriebenen Verfahren zwei weitere Schmelzen aus den in nachstehender Tabelle 5 aufgeführten Ansatzgemischen hergestellt.In order to compare the performance of the abrasive grain according to the invention in bonded abrasives, after Process described above, two further melts from the batch mixtures listed in Table 5 below manufactured.

Gemi s ch-Zu s ammens e t zungGemi s ch-group f Al2O3 mit niedri-
I gem Na2O-Gehalt
J Rutil
I Siliciumdioxid
f Al 2 O 3 with low
I according to Na 2 O content
J rutile
I silicon dioxide
Schmelzen-Nr.Heat no. F366 _F366 _
Tabelle 5Table 5 V» Eisen(III)-oxidV »iron (III) oxide F365
(Gew.-%)
F365
(Wt%)
64,2
5,0
0,6
64.2
5.0
0.6
Gemische aus
synthetischem
Bauxit
Mixtures of
synthetic
bauxite
' 66,7
2,5
0,6
'66.7
2.5
0.6
0,20.2
0,20.2 30jO30jO BaddeleyitBaddeleyit 100,0100.0 100,0100.0 1,21.2 FeingraphitFine graphite 1,01.0

Die Analyse der fertigen Schleifkornprodukte ist in Tabelle 6 wiedergegeben.The analysis of the finished abrasive grain products is shown in Table 6.

Al2O3 ZrO2 TiO2 CaOAl 2 O 3 ZrO 2 TiO 2 CaO

Fe2O3 SiO2 Na2OFe 2 O 3 SiO 2 Na 2 O

Tabelle 6Table 6 F365
(Gew.-%)
F365
(Wt%)
F366
(Gew.-%)
F366
(Wt%)
68,7268.72 65,2565.25 28,6028.60 30,2030.20 1,761.76 3,243.24 0,040.04 0,020.02 0,140.14 0,240.24 0,760.76 1,081.08 <0,10<0.10 <0,10<0.10 0,290.29 0,350.35 (2 h, 1300 0C)(2 h, 1300 0 C)

Spezifisches Gewicht 4,42 g/cm3 4,47 g/cm3 Specific weight 4.42 g / cm 3 4.47 g / cm 3

13 0 0 2 22J* 0-7 1 213 0 0 2 22J * 0-7 1 2

Die Schleifkornprodukte wurden zwecks gleicher Kornformund Korngrößenverteilung mit einem herkömmlichen braunen Aluminiumoxid-Schleifkorn, das durch Schmelzen von Bauxit hergestellt worden war und unter der Bezeichnung EDR verbreitet in gebundenen Schleifmitteln verwendet wird, sorgfältig gekreuzt abgeglichen.The abrasive grit products were made to have the same grit shape Grain size distribution with a conventional brown aluminum oxide abrasive grain obtained by melting bauxite was manufactured and is widely used in bonded abrasives under the name EDR, carefully crossed matched.

Schleifscheiben-AnsätzeGrinding wheel approaches

Zur Herstellung der Test-Schleifscheiben wurde folgendes Schleifkorn verwendet:The following was used to make the test grinding wheels Abrasive grit used:

64% -0,70 bis +0,59 mm64% -0.70 to +0.59 mm

36% -0,59 bis +0,50 mm36% -0.59 to +0.50 mm

Die Ansätze für die Herstellung gebundener Schleifmittel waren:The approaches to making bonded abrasives were:

EDREDR F365F365 F366F366 (Gew.-%)(Wt%) (Gew.-%)(Wt%) (Gew.-%)(Wt%) SchleifkornAbrasive grain 76,0276.02 78,0278.02 78,2078.20 Bindergemisch 22Binder Mix 22 17,1017.10 15,6815.68 15,5415.54 CS 303CS 303 1,711.71 1,571.57 1,551.55 CL 50CL 50 5,175.17 4,744.74 4,704.70

Anmerkung: Die verschiedenen Prozentsätze ergaben sich aus Anpassungen auf Grund des unterschiedlichen spezifischen Gewichts der Schleifkorn-Produkte F365 und F366 gegenüber dem Schleifkorn EDR (γ = 3,95 g/cm3). Dadurch wurde gewährleistet, daß das Volumen der Schleifkornzur Binderphase konstant blieb.Note: The different percentages resulted from adjustments due to the different specific weight of the abrasive grain products F365 and F366 compared to the abrasive grain EDR (γ = 3.95 g / cm 3 ). This ensured that the volume of the abrasive grain to the binder phase remained constant.

Das Bindergemisch 22 bestand aus einer fein gepulverten Mischung von 36,9 Gew.-% eines gepulverten Novolaks mit einem Phenol/Formaldehyd-Verhältnis von 1:0,71 und 63,1% eines Gemischs aus Schlämmkreide und Kaliumaluminiumfluorid.The binder mixture 22 consisted of a finely powdered mixture of 36.9% by weight of a powdered novolak with a phenol / formaldehyde ratio of 1: 0.71 and 63.1% of a mixture of whiting and potassium aluminum fluoride.

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30403923040392

CS 303 ist ein gepulverter Novolak mit einem Phenol/Formaldehyd-Verhältnis von 1:0,95. CL 50 ist ein einstufiges flüssiges Resol mit einem Phenol/Formaldehyd-Verhältnis von 1:1,2.CS 303 is a powdered novolak with a phenol / formaldehyde ratio from 1: 0.95. CL 50 is a one-stage liquid resole with a phenol / formaldehyde ratio from 1: 1.2.

Die Ansätze wurden hergestellt, indem zunächst das Schleifkorn mit dem flüssigen Resol CL 50 und der Bindermischung 22 gemischt wurde, um auf dem benetzten Korn eine Bindemittelschicht aufzubauen. Dann wurde der gepulverte Novolak CS 303 zugesetzt und mit den anderen Bestandteilen zu einem frei fließenden Gemisch verrührt, das fertig zum Formen war.The approaches were made by first mixing the abrasive grain with the liquid Resole CL 50 and the binder mixture 22 was mixed to build up a binder layer on the wetted grain. Then the powdered Novolak CS 303 was added and mixed with the other ingredients to form a free-flowing mixture that was ready to be molded.

SchleifscheibenGrinding wheels

Die vorstehend beschriebenen Mischungen wurden zum Herstellen von Schleifscheiben mit vertieftem Mittelteil von 178 mm Durchmesser und 6,4 mm Dicke verwendet, die in der Mitte mit Glasfasergewebe verstärkt waren und eine äußere Auflagenverstärkung aus Glasfasergewebe hatten. Die Schei ben wurden in bekannter Weise hergestellt und hatten nach dem Pressen folgende Dichten:The blends described above were used to make grinding wheels with a recessed center portion of 178 mm in diameter and 6.4 mm thick, reinforced with fiberglass in the middle and an outer one Had reinforcement made of glass fiber fabric. The discs were made in a known manner and had after the following densities after pressing:

EDR F365 F366 (g/cm3) (g/cm3) (g/cm3) EDR F365 F366 (g / cm 3 ) (g / cm 3 ) (g / cm 3 )

Harte Qualität 2,41 2,63 2,65Hard quality 2.41 2.63 2.65

Weiche Qualität 2,32 2,54 2,56Soft quality 2.32 2.54 2.56

Anmerkung: Die unterschiede in den Dichten ergaben sich wiederum aus den unterschiedlichen spezifischen Gewichten der Schleifkorn-Produkte, d.h. das Volumen des Schleifkorns gegenüber dem Binder ist bei jeder Qualität gleich.Note: the differences in the densities resulted again from the different specific weights of the abrasive grain products, i.e. the volume of the abrasive grain compared to the binder is the same for every quality.

Die Schleifscheiben wurden unter Verwendung metallischer Distanzhalter zu Stapeln zusammengespannt und in diesem Zustand ausgehärtet. Der Härtevorgang bestand aus etwaThe grinding wheels were clamped together in stacks using metallic spacers and in this Hardened state. The hardening process consisted of about

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27stündigem Erwärmen auf 179 0C und weiterem lOstündigem Erwärmen auf 179 °C. Die ausgehärteten Scheiben wurden genau auf einen Durchmesser von 178 mm abgerichtet und vor dem Testen auf ihre Dichte in' gehärtetem Zustand geprüft. 27stündigem heating to 179 0 C and further lOstündigem heating to 179 ° C. The cured disks were dressed precisely to a diameter of 178 mm and checked for their density in the cured state before testing.

Die Scheiben wurden auf einer Maschine getestet, die speziell für die Prüfung solcher Produkte konstruiert war. Die Scheibe wurde auf einer Welle befestigt, die die Scheibe mit einer Drehzahl von 6000 U/min in Umdrehung versetzte. Ein Flußstahl-Werkstück in Form einer Platte mit den /■ . Abmessungen 203 mm χ 102 mm χ 6,4 mm wurde unter derThe discs were tested on a machine specially designed for testing such products. The disk was mounted on a shaft which rotated the disk at a speed of 6000 rpm. A mild steel workpiece in the form of a plate with the / ■. Dimensions 203 mm 102 mm 6.4 mm was taken under the

Scheibe so befestigt, daß sich die Scheibe vorwärts und rückwärts entlang der Kante von 102 mm χ 6,4 mm bewegte. Die Testscheibe wurde mit einer Totlastkraft von 5,9 kg unter einem Winkel gegen das Werkstück gedrückt, der beim Freihandschleifen üblich ist. Das Werkstück wurde in eine Hin- und Herbewegung versetzt, die die Schwenkbewegung beim Schleifen mit einer Handschleifmaschine simuliert. Bei dieser Hin- und Herbewegung wurde das Werkstück mit einer Geschwindigkeit von etwa 9 m/min unter der Schleifscheibe hindurchgeführt.Disk attached so that the disk moved back and forth along the 102 mm 6.4 mm edge. The test disc was pressed against the workpiece with a dead load force of 5.9 kg at an angle equal to the Freehand grinding is common. The workpiece was set in a reciprocating motion, which is the pivoting motion simulated when grinding with a hand grinder. With this back and forth movement, the workpiece was with passed under the grinding wheel at a speed of about 9 m / min.

Der Test bestand aus der Bestimmung der abgetragenen Me- \ tellmenge und des Gewichtsverlustes der Scheibe bei einerThe test consisted of determining the amount of metal removed and the weight loss of the disc in one

Dauer des Kontaktes zwischen Scheibe und Metall von 2 Minuten. Der Test wurde fortgesetzt, bis die Menge des abgetragenen Metalls in der Kontaktzeit von 2 Minuten weniger als 30 g betrug. Die erhaltenen Daten geben die relative Schleifleistung des geprüften Schleifkorns in Form von durchschnittlicher Metallabtragsgeschwindigkeit, Schleifverhältnis und Qualitätsfaktor an. Das Schleifverhältnis errechnet sich aus der Gesamtmenge des abgetragenen Metalls, dividiert durch den entsprechenden Gewichtsverlust der Scheibe. Um Unterschiede in der Dichte der Schleifscheiben durch Unterschiede im spezifischen Gewicht des Duration of contact between disc and metal of 2 minutes. The test was continued until the amount of metal removed in the contact time was less than 2 minutes than 30 g. The data obtained give the relative grinding performance of the tested abrasive grain in the form of average metal removal rate, grinding ratio and quality factor. The grinding ratio is calculated from the total amount of metal removed, divided by the corresponding weight loss of the disc. To avoid differences in the density of the grinding wheels by differences in the specific weight of the

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Schleifkorns auszugleichen, wurden alle Gewichtsverluste der Scheiben auf das Volumen normiert, das den Standard-Aluminiumoxid-Schleifscheiben äquivalent war (äquivalenter Gewichtsverlust).To compensate for the abrasive grain, all weight losses were lost of the wheels normalized to the volume that the standard aluminum oxide grinding wheels was equivalent (equivalent weight loss).

Die mit den Schleifkornprodukten F365 und F366 sowie.dem Standard-Aluminiumoxid-Schleifkorn EDR erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 7 aufgeführt.Those with the abrasive grain products F365 and F366 as well as dem Results obtained using standard EDR alumina abrasive grain are shown in Table 7.

Tabelle 7Table 7 Mittlere
Metall-
abtrags-
geschwin-
digkeit
(g/min)
Medium
Metal-
abrasive
speed
age
(g / min)
Schleif
verhält
nis
Grinding
behaves
nis
Qualitäts
faktor*
Quality
factor*
SchleifkornAbrasive grain Scheiben
qualität
Discs
quality
24,9724.97 13,6413.64 341341
EDR
(Standard-Al2O3)
EDR
(Standard Al 2 O 3 )
weichsoft 24,6624.66 13,0513.05 322322
harthard 27,8727.87 16,7416.74 467467 F365F365 weichsoft 27,6427.64 20,6420.64 571571 harthard 27,6527.65 20,0720.07 555555 F366F366 weichsoft 27,3827.38 27,1027.10 742742 harthard

* Der Qualitätsfaktor ist das Produkt aus mittlerer Metallabtragsgeschwindigkeit und Schleifverhältnis.* The quality factor is the product of the average metal removal rate and grinding ratio.

Die Daten zeigen deutlich die überlegene Schleifleistung der Schleifkornprodukte gemäß der Erfindung gegenüber geschmolzenem Aluminiumoxid in gebundenen Schleifmitteln. Sie zeigen ferner die Verbesserung, die durch die Erhöhung des Titandioxid-Gehalts von 1,76% bei dem Produkt F365 Auf 3,24% bei dem Produkt F366 erzielt wird. Bei dem Produkt F366 wurde eine durch den Qualitätsfaktor ausgedrückte Schleifleistung erreicht, die um 130% besser als diejenige des Standard-Aluminiumoxid-Schleifkorns ist.The data clearly shows the superior grinding performance of the abrasive grain products of the invention over fused Alumina in bonded abrasives. They also show the improvement brought about by the increase the titanium dioxide content of 1.76% for the product F365 to 3.24% for the product F366 is achieved. With the product F366 became an expressed by the quality factor Achieved a grinding performance that is 130% better than that of the standard aluminum oxide abrasive grain.

Die vorstehenden Beispiele zeigten die überlegene Schleifleistung der Schleifkornprodukte gemäß der Erfindung beiThe above examples demonstrated the superior grinding performance of the abrasive grain products of the invention

1300223/0712130022 3/0712

der Einarbeitung in Schleifmittel auf Unterlage und gebundene Schleifmittel für Schleifarbeiten mit niedrigem oder mäßigem Andruck gegenüber ähnlichen Schleifmitteln mit geschmolzenem Aluminiumoxid als Schleifkorn unter verschiedenen Bedingungen. Die Schleifmittel gemäß der Erfindung ergaben Verbesserungen bis zu 230% bei Produkten auf Unterlage und von über 100% bei gebundenen Produkten.familiarization with coated abrasives and bonded abrasives for low-level sanding work or moderate pressure against similar abrasives with molten aluminum oxide as the abrasive grain different conditions. The abrasives according to the invention gave improvements of up to 230% in products on a backing and of over 100% for bound products.

Um eine Anschauung von der Schleifleistung eutektischer Aluminiumoxid/Zirkondioxid-Schleifmittel zu vermitteln, die 40 bis 43 Gew.-% Zirkondioxid enthielten und gemäß den Hauptansprüchen der US-PS 3 891 408 hergestellt worden waren, wurde die Schleifleistung eines im Handel erhältlichen eutektischen Aluminiumoxid/Zirkondioxid-Schleifkorns mit derjenigen von geschmolzenem Aluminiumoxid verglichen. To give an idea of the grinding performance of eutectic alumina / zirconia abrasives, containing 40 to 43% by weight of zirconia and prepared in accordance with the main claims of US Pat. No. 3,891,408 was the grinding performance of a commercially available alumina / zirconia eutectic abrasive grain compared to that of molten alumina.

BEISPIEL 5EXAMPLE 5

Ein im Handel erhältliches eutektisches Al2O3/ZrO2-Schleifkorn wurde hinsichtlich Korngröße und Kornform gekreuzt abgeglichen, nach dem im Beispiel 2 angegebenen Verfahren zu Schleifband verarbeitet und dieses nach dem Verfahren des Beispiels 4 geprüft. Es wurden die in Tabelle 8 aufgeführten Ergebnisse erhalten.A commercially available eutectic Al 2 O 3 / ZrO 2 abrasive grain was cross-matched with regard to grain size and grain shape, processed into grinding belt according to the method specified in example 2 and this was tested according to the method of example 4. The results shown in Table 8 were obtained.

SchleifkornAbrasive grain

Kommerzielles eutektisches Schleifkorn
(40-43% ZrO2)
Commercial eutectic abrasive grain
(40-43% ZrO 2 )

Standard-Aluminiumoxid G52EStandard aluminum oxide G52E

Tabelle 8Table 8

1. Testreihe1st series of tests

Band-Metall- Gewichtsabtrag verlust (g) (g) Band-to-metal weight loss (g) (g)

16991699

571571

2. Testreihe2nd series of tests

Band-Metall- Gewichtsabtrag verlust (g) (g)Band-to-metal weight loss (g) (g)

12361236

415415

1010

- 33 -- 33 -

130022/0712130022/0712

_ 33 -_ 33 -

3040S923040S92

Die Schleifleistung des eutektischen Schleifkorns war um 200% besser als diejenige des herkömmlichen geschmolzenen Aluminiumoxids.The grinding performance of the eutectic abrasive grain was up 200% better than that of conventional fused alumina.

Anmerkung: In der 1. Testreihe wurden 50 Kontakte von je 2,25 s Dauer, in der 2. Testreihe 50 Kontakte von je 2,0 s Dauer je SchleifVorgang vorgenommen .Note: In the 1st series of tests, 50 contacts of each 2.25 s duration, in the 2nd test series 50 contacts of 2.0 s duration per grinding process were made .

BEISPIEL 6EXAMPLE 6

Das im Handel erhältliche eutektische Aluminiumoxid/Zirkondioxid-Schleifkorn wurde hinsichtlich Korngröße undThe commercially available alumina / zirconia eutectic abrasive grain was regarding grain size and

Kornform gekreuzt abgeglichen ^ach dem Verfahren des Beispiels 3 zu Schleifscheiben verarbeitet, die dann nach dem Verfahren des Beispiels 2 geprüft wurden. Die erhaltenen Ergebnisse.sind in Tabelle 9 aufgeführt.Crossed grain shape matched according to the procedure in the example 3 processed into grinding wheels, which were then tested according to the method of Example 2. The received Results are shown in Table 9.

Tabelle 9Table 9

SchleifkornAbrasive grain

Kommerzielles eutektisches Al2O3/ZrO2-SchleifkornCommercial eutectic Al 2 O 3 / ZrO 2 abrasive grain

Standard-Aluminiumoxid-Schleifkorn G52EStandard aluminum oxide abrasive grain G52E

Gewichtsverlust Metallabtrag der Scheibe (g) (g)Weight loss Metal removal from the disc (g) (g)

984984

537537

2,752.75

2,202.20

Das kommerzielle eutektische Al2O3/ZrO2-Schleifkorn ergab eine um 83% bessere Schleifleistung gegenüber dem geschmolzenen Standard-Aluminiumoxid.The commercial eutectic Al 2 O 3 / ZrO 2 abrasive grain gave an 83% better grinding performance compared to the standard molten aluminum oxide.

BEISPIEL 7EXAMPLE 7

Das im Handel erhältliche eutektische Aluminiumoxid/Zirkondioxid-Schleifkorn wurde hinsichtlich Korngröße und Kornform gekreuzt abgeglichen und dann nach dem VerfahrenThe commercially available alumina / zirconia eutectic abrasive grain was cross-matched with regard to grain size and grain shape and then according to the procedure

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des Beispiels 4 zu Schleifscheiben vom Typ 27 mit vertieftem Mittelteil verarbeitet, die nach dem Verfahren des Beispiels 4 geprüft wurden. Das spezifische Gewicht des eutektischen Schleifkorns wurde bei der Ansatz-Zusammensetzung und der Preßdichte der Scheiben berücksichtigt. Die mit den Scheiben erhaltenen Testergebnisse sind in Tabelle 10 wiedergegeben.of Example 4 for grinding wheels of type 27 with recessed Processed middle part, which were tested according to the method of Example 4. The specific weight of the eutectic abrasive grain was used in the batch composition and the compacting density of the discs are taken into account. The test results obtained with the discs are in Table 10 reproduced.

Tabelle 10Table 10 MittlereMedium SchleifGrinding QualitätsQuality Metall-Metal- verhältbehaves faktorfactor abtrags-abrasive nisnis SchleifkornAbrasive grain ScheibenDiscs geschwin-speed qualitätquality digkeitage (g/min)(g / min) 21,1421.14 595595 Kommerzielles eutek-Commercial eutek- 32,1932.19 763763 tisches Al2 O3/ZrO2-table Al 2 O 3 / ZrO 2 - 28,1528.15 SchleifkornAbrasive grain weichsoft 23,7023.70 13,6413.64 341341 harthard 13,0513.05 322322 Standard-Aluminium-Standard aluminum 24,9724.97 oxid-Schleifkorn EDRoxide abrasive grit EDR weichsoft 24,6624.66 harthard

Die Schleifleistung des kommerziellen eutektischen Aluminiumoxid/ Z irkondioxid-Schleifkorns war um 74 bis 137% besser als diejenige des Schleifkorns aus geschmolzenem Standard-Aluminiumoxid.The grinding performance of the commercial aluminum oxide / zirconia eutectic abrasive grain was around 74-137% better than that of the molten abrasive grain Standard aluminum oxide.

Die Schleifleistung des im Handel erhältlichen Aluminiumoxid/ Z irkondioxid-Schleifkorns gemäß den Hauptansprüchen und Lehren der US-PS 3 891 408 ist besser als diejenige von normalem geschmolzenem Aluminiumoxid-Schleifkorn und ähnlich, gleich und in manchen Fällen geringer als diejenige des Schleifkorns gemäß der Erfindung. Gegenüber dem bekannten eutektischen Al2O3/ZrO2-Schleifkorn zeichnet sich das Schleifkorn gemäß der Erfindung dadurch aus, daß es überraschenderweise mit einem Zirkondioxid-GehaltThe grinding performance of the commercially available alumina / zirconia abrasive grain according to the main claims and teachings of U.S. Patent 3,891,408 is better than that of normal fused alumina abrasive grain and similar, equal to and in some cases less than that of the abrasive grain according to the invention . Compared to the known eutectic Al 2 O 3 / ZrO 2 abrasive grain, the abrasive grain according to the invention is distinguished by the fact that it surprisingly has a zirconium dioxide content

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und einem Gefüge hergestellt werden kann, die außerhalb der für eine optimale Schleifleistung bei niedrigem und mäßigem Andruck in der US-PS 3 891 408 angegebenen Daten für das Al2O3/ZrO2-System liegen. Diese gleiche oder bessere Schleifleistung des Schleifkorns gemäß der Erfindung wird durch die Gegenwart von Titandioxid oder einer reduzierten Form desselben erreicht. Durch die Verminderung des Zirkondioxid-Gehalts in dem Schleifkorn unter Beibehaltung seiner ausgezeichneten Schleifleistung konnte eine erhebliche Senkung der Herstellungskosten erzielt werden.and a structure can be produced which is outside of the data given in US Pat. No. 3,891,408 for the Al 2 O 3 / ZrO 2 system for optimum grinding performance at low and moderate pressure. This equal or better grinding performance of the abrasive grain according to the invention is achieved by the presence of titanium dioxide or a reduced form thereof. By reducing the zirconium dioxide content in the abrasive grain while maintaining its excellent grinding performance, a significant reduction in manufacturing costs could be achieved.

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Claims (17)

& FLORACK& FLORACK PATENTANWALTSBÜRO 30Λ0992PATENT AGENCY OFFICE 30Λ0992 SCHUMANNSTH. Θ7 . D-4000 DÜSSBLPORFSCHUMANNSTH. Θ7. D-4000 DÜSSBLPORF Telefon: (0211) 683346 Telex: 08586513 cop dTelephone: (0211) 683346 Telex: 08586513 cop d PATENTANWÄLTE: Dipl.-Ing. W. COHAUSZ · Dipl.-Ing. R. KNAUF · Dr.-Ing., Dipl.-WirtJch.-lng. A. GERBER ■ Dipl.-Ing, H. B. COHAUSZPATENT LAWYERS: Dipl.-Ing. W. COHAUSZ Dipl.-Ing. R. KNAUF Dr.-Ing., Dipl.-WirtJch.-lng. A. GERBER ■ Dipl.-Ing, H. B. COHAUSZ PatentansprücheClaims 1/. Aluminiumoxid-Schleifkorn, dadurch gekennzeichnet, daß es 27 bis 35 Gew.-% Zirkondioxid, Titandioxid oder eine reduzierte Form davon in einer Menge von 1 bis 10 Gew.-%, ausgedrückt als Oxid, sowie Verunreinigungen — sofern überhaupt in einer Gesamtmenge von höchstens 3 Gew.-%, ausgedrückt als Oxide, enthält.1/. Aluminum oxide abrasive grain, characterized in that that it is 27 to 35% by weight of zirconium dioxide, titanium dioxide or a reduced form thereof in an amount of 1 to 10% by weight as oxide, as well as impurities - if at all in a total amount of at most 3% by weight, expressed as oxides. 2. Schleifkorn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß es 1 bis 5 Gew.-% Titandioxid oder eine reduzierte Form davon, ausgedrückt als Oxid, enthält.2. Abrasive grain according to claim 1, characterized in that it contains 1 to 5 wt .-% Contains titanium dioxide or a reduced form thereof, expressed as oxide. 3. Schleifkorn nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß eine reduzierte Form des Titandioxids zugegen ist und als Carbid, Oxycarbid oder Suboxid des Titans vorliegt.3. Abrasive grain according to claim 1 or 2, characterized in that a reduced Form of titanium dioxide is present and is present as carbide, oxycarbide or suboxide of titanium. 4. Schleifkorn nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es höchstens 0,1 Gew.-% Na2O enthält.4. Abrasive grain according to one of claims 1 to 3, characterized in that it contains at most 0.1 wt .-% Na 2 O. 5. Schleifkorn nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß es höchstens 1,5 Gew.-% SiO2 enthält.5. Abrasive grain according to one of claims 1 to 4, characterized in that it contains at most 1.5% by weight of SiO 2 . 34 300
ü/un
34 300
ü / un
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6. Schleifkorn nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß es weniger als 1 Gew.-% SiO2 enthält.6. Abrasive grain according to claim 5, characterized in that it contains less than 1 wt .-% SiO 2 . 7. Schleifkorn nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß es weniger als 0,5 Gew.-% SiO2 enthält.7. Abrasive grain according to claim 6, characterized in that it contains less than 0.5 wt .-% SiO 2 . 8. Schleifkorn nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß es insgesamt höchstens 1,5 Gew.-% MgO, CaO und Fe-O-, enthält. 8. Abrasive grain according to one of claims 1 to 7, characterized in that it contains a total of at most 1.5% by weight of MgO, CaO and Fe-O-. 9. Schleifkorn nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß 10 bis 40 Gew.-% des Zirkondioxids in tetragonaler Kristallform voeliegen.9. Abrasive grain according to one of claims 1 to 8, characterized in that 10 up to 40% by weight of the zirconium dioxide is present in tetragonal crystal form. 10. Schleifkorn nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß sein Mikrogefüge aus primären Aluminiumoxid-Kristallen besteht, die in einer eutektischen Grundmasse aus Aluminiumoxid und Zirkondioxid eingebettet sind.10. Abrasive grain according to one of claims 1 to 9, characterized in that its Microstructure consists of primary aluminum oxide crystals that form a eutectic matrix of aluminum oxide and zirconia are embedded. ν ν 11. Schleifkorn nach Anspruch 10, dadurch ge11. Abrasive grain according to claim 10, characterized ge kennzeichnet , daß die Aluminiumoxid-Primärkristalle eine Größe von 5 bis 50 um haben und überwiegend kleiner als 30 um sind.indicates that the alumina primary crystals have a size of 5 to 50 µm and are predominantly smaller than 30 µm. 12. Verfahren zum Herstellen des Schleifkorns nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet , daß eine Schmelze der erforderlichen Zusammensetzung innerhalb einer Zeitspanne von weniger als 3 Minuten durch Zusammenbringen mit einem wärmeableitenden Material abgekühlt wird.12. Method of making the abrasive grain according to a of claims 1 to 11, characterized in that a melt of the required Composed in less than 3 minutes by contacting with one heat-dissipating material is cooled. 130022/0712130022/0712 13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet , daß in weniger als 1 Minute abgekühlt wird.13. The method according to claim 12, characterized that it cools down in less than 1 minute. 14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet , daß in weniger als 20 Sekunden abgekühlt wird.14. The method according to claim 13, characterized that it cools down in less than 20 seconds. 15. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet , daß als wärmeableitendes Material Metallkugeln, Metallstäbe oder Metallplatten oder Brocken von zuvor erstarrtem Schleifkorn verwendet werden.15. The method according to claim 12, characterized that as a heat-dissipating material metal balls, metal rods or metal plates or chunks of previously solidified abrasive grain can be used. 16. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das wärmeableitende Material in die Schmelze eingetragen und aus ihr herausgenommen wird, wenn sich eine Schicht aus erstarrtem Produkt auf ihm niedergeschlagen hat.16. The method according to any one of claims 12 to 15, characterized in that the heat dissipating Material is introduced into the melt and taken out of it when a layer is formed solidified product has deposited on it. 17. Verwendung des Schleifkorns nach einem der Ansprüche 1 bis 11 zum Herstellen eines gebundenen Schleifmittels. 17. Use of the abrasive grain according to one of the claims 1 through 11 for making a bonded abrasive. 130022/0712130022/0712
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